-
Schaltung zur Erzeugung von Schwingungen Die Erfindung betrifft eine
Schaltung unter Verwendung einer Mehrgitterröhre, bei welcher der Dynatroneffekt
ausgenutzt wird. Die Schaltung eignet sich sowohl als Sender als auch als selbstschwingende
Mischstufe in Überlagerungsempfängern.
-
Der Dynatroneffekt beruht auf der Eigenschaft der Sekundäremission
einer Elektrode. Wenn beispielsweise in einer Dreielektrodenröhre das Gitter eine
höhere positive Spannung als die Anode erhält und die Anode aus einem sekundäremissionsfähigen
Material besteht, so gibt sie beim Auftreffen von Primärelektronen Sekundärelektronen
ab, deren Zahl unter Umständen die Zahl der Primärelektronen übersteigt. Die Sekundärelektronen
wandern zu cler Gitterelektrode, weil diese das höhere Potential besitzt, und fliegen
daher den Primärelektronen :entgegen. Auf diese Weise entsteht eine Anodenstromkennlinie,
die einen fallenden Bereich aufweist, der zur Anfachung von Schwingungen benutzt
werden kann. Während man diese Anordnung als Anodendynatron bezeichnet, da die Anode
die Sekundärelektronen liefert, kennt man auch ein sog. Gitterdynatron, bei welchem
die Anode eine positive und das Gitter eine ebenfalls positive, aber niedrigere
Vorspannung erhält. Ein hinreichend hohes Gitterpotential und sekundäremissionsfähiges
Gittermaterial vorausgesetzt, liefert jetzt das Gitter Sekundärelektronen, die von
der Anodenspannung aufgenommen werden, und die Gitterstromkennlinie weist einen
Abschnitt mit fallender Charakteristik auf. Beide Anordnungen können zur Anfachung
von Schwingungen verwendet werden, indem man in den Stromkreis der sekundäremissionsfähigen
Elektrode einen Schwingungskreis (Parallelresonanzkreis) einschaltet, der auf die
zu erzeugende Frequenz abgestimmt wird. Die Dynatronanordnung hat gegenüber der
Rückkopplungsschaltung an sich den Vorteil eines einfachen Aufbaues und des Fehlens
der Spring- und Reißerscheinungen sowie der Mehrwelligkeiten. Daß sie sich bisher
nicht in größerem Umfange eingebürgert hat, hängt damit zusammen, daß der Sekundäremissionseffekt
eine gewisse Inkonstanz aufweist. Diesen Nachteil zu vermeiden, ist Aufgabe der
Erfindung.
-
Erfindungsgemäß wird die sekundäremissionsfähige Gitterelektrode,
in deren Stromkreis der frequenzbestimmende Schwingungskreis liegt, zwischen zwei
auf höherem positivem Potential gehaltenen und zweckmäßig als Schirmgitter ausgebildeten
Elektroden eingeschlossen
und die Nutzspannung von einer weiteren
Elektrode, insbesondere der Anode, abgenommen.
-
Diese Schaltung hat vor den bekannten Anordnungen verschiedene Vorteile.
Zunächst wird durch den Einschluß der sekundäremittierenden Gitterelektrode zwischen
zwei positiven Schirmgittern eine völlige Beseitigung der durch Sekundärelektronen
gebildeten Raumladungswolken erzielt, welche wegen ihrer Instabilität zu Störungen
und Frequenzschwankungen Anlaß geben. Auch die inneren Röhrenkapazitäten bleiben
bei Beseitigung der Raumladungen konstant, was insbesondere bei frequenzkonstanten
Schwingungserzeugern sehr wesentlich ist. Die Kopplung des frequenzbestimmenden
Kreises mit dem eigentlichen Ausgangskreis ist lediglich die rückwirkungsfreie Elektronenkopplung,
die zugleich mit dem der Anode zunächst liegenden positiven Schirmgitter eine absolute
Unabhängigkeit der Schwingungserzeugung von Belastungsschwankungen im Verbraucherkreis
gewährleistet. Weiterhin ist durch die erfindungsgemäße Schaltung eine Trennung
zwischen Gleich- und Wechselstromkreisen innerhalb der Röhre gegeben, da der frequenzbestimmende
Kreis im wesentlichen nur Wechselstrom und die Schirmgitterkreise nur Gleichstrom
führen. Durch die Kombination der Gitterdynatronschaltung mit nach beiden Seiten
abgeschirmtem Sekundäremissionsgitter und der Elektronenkopplung zwischen Schwingungserzeuger
und Verbraucher ist aus diesen Gründen eine Konstanz und Genauigkeit der Schwingungserzeugung
erreichbar, die bei den bisher bekannten Dynatronschaltungen und solchen mit Mehrgitterröhren
nicht angenähert erzielt werden konnte. Hinzu kommt, daß der frequenzbestimmende
Schwingungskreis infolge des Fehlens einer Rückkopplungsspule besonders leicht auswechselbar
ist und der ganze Aufbau einfach und übersichtlich gestaltet werden kann.
-
Der Erfindungsgedanke soll nunmehr an Hand des in Abb. i dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert wer den. Es handelt sich dabei um eine Senderschaltung,
die sich insbesondere zur Abgabe kleiner Schwingungsleistungen und als Meßsender
bestens bewährt hat und sich durch eine hervorragende Konstanz auszeichnet. Es bedeutet
R eine Viergitterröhre (Hexode) mit einer durch das Heizelement geheizten Kathode
I(, vier Gitterelektroden G, bis 04 und einer Anode A. Die Betriebsspannungen werden
dem Netz über einen Transformator T entnommen. Die Anodenspannung wird durch den
GleichrichterGl gleichgerichtet und durchläuft ein aus den Querkapazitäten k und
den Längswiderständen w (die im Falle einer stärkeren Belastung durch Drosseln zu
ersetzen wären) bestehendes Filter, welches durch den aus den Widerständen wi, w2
-bestehenden Spannungsteiler abgeschlossen ist. Das zweite und vierte Gitter G2
bzw. G, die als Schirmgitter ausgebildet sein mögen, erhalten die gleiche Spannung,
nämlich etwa i 5o Volt. Dem von diesen Elektroden eingeschlossenen, die Sekundärelektronen
emittierenden Gitter G3 wird eine positive Spannung von beispielsweise 70 bis So
Volt zugeführt. Im Stromkreis dieses Gitters liegt der frequenzbestimmende Kreis
LC. Das innerste Gitter G, wird mit der Kathode I( verbunden; es kann aber auch
ein konstantes, verhältnismäßig niedriges positives oder negatives Potential erhalten.
Die angefachten Schwingungen werden dem Anodenkreis über die Induktivitäten
L', L" entnommen. Zwischen diesen beiden Spulen wird zweckmäßig ein geerdeter
elektrostatischer Metallschirm S eingeschoben, wodurch eine gänzliche Ausschaltung
der Handkapazitätsempfindlichkeit erreicht wird. Der Umstand, daß die Entnahme der
erzeugten Schwingungen von einer anderen als der mit dem Schwingungskreis LC verbundenen
Elektrode G3 geschieht, erweist sich als besonders vorteilhaft in bezug auf eine-
völlige Rückwirkungsfreiheit. Aus diesem Grunde ist es auch zweckmäßig, das Gitter
G,, als Schirmgitter auszubilden, da es diese Bestrebungen dann wirksam unterstützt.
Die beschriebene Senderschaltung zeichnet sich durch große Konstanz aus und liefert
auch bei Variierung der Abstimmung des Schwingungskreises IC eine gleichbleibende
Leistung.
-
Es soll nun auf verschiedene Möglichkeiten zur Modulation der erzeugten
Schwingungen hingewiesen werden. Wenn der Schalter Sch
die Stellung I einnimmt,
so wird der Anode A die gefilterte Gleichspannung zugeführt, und die erzeugten Schwingungen
sind unmoduliert. Legt man den Schalter jedoch in die Stellung II um, so erhält
die Anode eine ungefilterte Gleichspannung; es entstehen dann Schwingungen, die
mit der Netzfrequenz moduliert sind. Verwendet man Gegentakt- oder Mehrphasengleichrichtung,
so entsteht die zweite oder eine höhere Harmonische der Netzfrequenz. Falls eine
andere Modulationsfrequenz verwendet oder beispielsweise Sprache übertragen werden
soll, wird in den Anodenstromkreis ein Übertrager eingeschaltet und durch diesen
der Anodengleichspannung eine Modulationsspannung überlagert; der Schalter
Sch wird dann naturgemäß in die Stellung I gebracht.
-
Eine weitere sehr interessante Möglichkeit zur Erzeugung der Modulationsfrequenz
in der Röhre R selbst ergibt sich durch Ausnutzung der Sekundäremissionsfähigkeit
der Anode.
Wenn man nämlich der Anode eine Gleichspannung zuführt,
welche merklich niedriger ist als die des vierten Gitters G4, so kann auch die Anodenstromcharakteristik
einen fallenden Abschnitt aufweisen. Falls man nun in den Anodenstromkreis einen
auf die #&odulationsfrequenz abgestimmten Schwingungskreis einschaltet, erregt
sich dieser in seiner Eigenschwingung und moduliert die durch den Dynatroneffekt
des dritten Gitters hervorgerufenen hochfrequenten Schwingungen.
-
Der Erfindungsgedanke läßt sich mit Vorteil auch auf eine selbstschwingende
Mischstufe anwenden. Ein .entsprechendes Schaltungsbeispiel ist in der Abb. 2 dargestellt,
wobei die mit der Abb. i übereinstimmenden Teile in gleicher Weise bezeichnet sind
und daher keiner weiteren Erklärung bedürfen. Dem der Kathode I< zunächst liegenden
Gitter Cfi, welches durch -die Spannungsquelle E, auf negativem Potential gehalten
wird, wird durch den Eingangskreis L1C1 die Empfangswelle aufgedrückt. Im Stromkreis
des dritten Gitters, in welchem die Dynatroncharakteristik auftritt, liegt der Schwingungskreis
LC, der auf die überlagerungsfrequenz abgestimmt ist. Infolge des multiplikativen
Zusammenwirkens der beiden Schwingungen auf den Anodenstrom entsteht im Anodenstromkreis
die Differenzschwingung, die einem nachgeschalteten Zwischenfrequenzverstärker Z
zugeführt wird. Die Schaltung läßt sich auch in der Weise ausbilden, daß das erste
Gitter G" ähnlich wie bei der Abb. i, auf einem festen Potential gehalten wird und
die Eingangsschwingungen dem ersten Schirmgitter G2 aufgedrückt werden.