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Empfänger mit Schwundregelung im Hochfrequenz- und Niederfrequenzteil
Es ist bekannt, daß bei einer Niederfrequenzregelröhre,die wichtigste Aufgabe darin
besteht, den Klirrfaktor möglichst niedrig und über den ganzen Regelbereich konstant
zu halten. Die Lösung dieser Aufgabe wird dadurch ermöglicht, daß man besondere
Mittel vorsieht, die,denAnodenstrom der Röhre trotz Regelung möglichst konstant
halten. Dann ist nämlich der Spannungsabfall am Anodenwiderstand konstant und wegen
der infolge derRegelung gleichbleibenden Anodenwechselspannung ebenfalls das Verhältnis
derAnodenwechselspa-nnung zum Spannungsabfall. am Anodenwiderstand. Dies ist die
Bedingung für gleichbleibende Verzerrung im Regelbereich. Die Konstanthaltung des
Anodenstromes trotz Regelung gelingt,dadurch, daß man als Regelröhre eine Pentode
benutzt und die Schirmgitterspannung in einer ganz bestimmten Weise von der Steuergitterspannung
abhängig sein läßt, wobei mit negativer werdender Steuergitterspannung die Schirmgitterspannung
schneller hochgleiten muß, als dies üblicherweise bei einer .gewöhnlichen Röhre
der Fall sein würde in deren Schirmgitterkreis ein Vorschaltwi:derstand eingeschaltet
ist. Um ein solches schnelleres Hochgleiten der Schirmgitterspannung zu erreichen,
wurde z. B. eine Spezialröhre (die Type EFM i i) geschaffen, bei welcher der Schirmgitterstrom
bei Gittervorspannungen in der Nähe von Null besonders große Werte hat, so daß beim
Herunterregeln eine stärkere Abnahme .des Schirmgitterstromes als bei -den früher
üblichen Röhreneintritt.
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Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, möglichst einfache
Schaltungsmittel zu suchen die dasselbe Ziel mit einer
normalen,
billigeren Regelpentode, die an sich für Hochfrequenzstufen bestimmt ist, und möglichst
einfachem Schaltungsaufwand ermöglichen. Dabei stellte sich heraus, daß diese Aufgabe
insbesondere für größere Empfangsapparate in einwandfreier Weise lösbar Ist.
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Der Lösungsgedanke ging von ,der Tatsache aus, claß in größeren Empfängern
mehrere Regelstufen vorhanden sind. Die Mischröhre und die Zwischenfrequenzstufe
haben dabei im allgemeinen einen nicht allzu großen Vorschaltwiderstand in der Schirmgitterleitung
(gemeinsam etwa 30 ooo Ohm). Die Schirmgitterspannung beginnt bei der Steuergitter-Z,
e# Null bereits mit größeren Werten. etwa 7o bis ioo Volt, und läuft zu hohen Beträgen,
etwa 223 Volt, beim Herunterregeln der Röhre hoch. Die Niederfrequenzregelröhre
dagegen hat normalerweise einen sehr großen Schiringittervorwiderstand (etwa 700
000 Ohm), weil der Anodenwiderstand bei der Widerstandskopplung sehr groß
(etwa 150 000 S?) und deshalb die Anodengleichspannung klein ist,
so daß die Schiringitterspannung entsprechend niedrig gewählt werden muß. Die Schirmgitterspannung
geht beim Regeln von etwa q.o auf 16o Volt hoch. Weil für den Schiringitterspannungsverlauf
keine besonderen Maßnahmen getroffen sind, nimmt der Anodenstrom beim Herunterregeln
ab, womit ein Anstieg des Klirrfaktors verbunden ist.
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Erfindungsgemäß wird nun ein stärkeres Hocligleiten der Schiringitterspannung
dadurch erreicht, d@aß man den Schirmgittervorwi derstand der N iederfrequenzregelröhre
nicht wie üblich an die konstante Spannungsquelle, sondern unter entsprechender
Verkleinerung seines Widerstandsbetrages an das Schirmgitter einer oder mehrerer
Hochfrequenzregelröhren, insbesondere der Misch- und Zwischenfrequenzrölire, anschließt.
Der Anodengleichstromwiderstand dieser Röhren ist nämlich immer sehr klein, so daß
man die Schirmgitterspannung höher wählt als in der Niederfrequenzstufe.
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In Abb. i ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es
sind nur die Schaltelemente eines Empfängers dargestellt, welche für die Erfindung
von Interesse sind. H ist eine Hochfrequenzregelröhre, G der Gleichrichter zur Gewinnung
der Schwundregelspannung und N die N iederfrequenzregelr5lire. Der bei den bekannten
Schaltungen verwendete Vorwiderstand R1 von etwa 700 000 S2 ist gestrichelt
eingezeichnet; da er bei Anwendung der Erfindung fortfällt. RE ist der in bekannter
Weise eingeschaltete Schirmgittervorwiderstand für die Hochfrequenzregelrölire und
R3 der erfindungsgemäß vorgesehene Widerstand R3. Es sei noch bemerkt, daß die Erfindung
nicht dadurch umgangen werden kann, daß man noch einen zusätzlichen Widerstand R1
einschaltet, der so liochohinig ist, daß die durch die Erfindung beabsichtigte Wirkung
nicht unterdrückt wird.
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Die physikalischen Vorgänge, die sich bei Anwendung der Erfindung
einstellen, gehen aus Abb. 2 hervor. Der Betrachtung möge der besonders ungünstige
Fall zugrunde gelegt werden, daß als Hochfrequenzregelröhre nur eine einzige normale
Hochfrequenzpentode zur Verfügung steht. Die Niederfrequenzpentode habe denselben
Kennliniencharakter. Unter diesen Voraussetzungen lassen sich die physikalischen
Vorgänge mit einem einzigen Kennlinienfeld zeigen. Das Kennlinienfeld enthält den
Schirmgitterstrom IS in Abhängigkeit von der Schirmgitterspannung US, wobei die
Steuergitterspannung als Parameter gewählt ist. In das Kennlinienfeld sind, von
einer Anodenbatteriespannung von 250 Volt ausgehend, für die Scliiringitterwiderstände
der beiden Regelröhren zwei Widerstandsgeraden eingezeichnet, die eine für R1 =
700 000 .f2, die der Niederfrequenzregelröhre entsprechen würde und
eine für R= = 75 0009,
die der Hochfrequenzregelröhre entspricht. Aus
dein Diagramm läßt sich dann für jede Gittervorspannung der betreffenden Röhre die
zugehörige Schiringitterspannung ablesen. Bei - 2 Volt z. B. ist die Schirmgitterspannung
der Hochfrequenzröhre (R2 = 75 000 Q) genau = ioo Volt. Soll nun erreicht werden,
,daß sich bei der Niederfrequenzröhre bei der gleichen Gittervorspannung eine Schirmgitterspannung
von z. B. 45 Volt einstellt, so muß, wie nachstehend an Hand des Diagramms gezeigt
werden soll, noch ein Vorwiderst.and R3 zwischen den Schirmgittern der Hochfrequenzrölire
und der Niederfrequenzrölire im Betrage von etwa 18o ooo SZ geschaltet werden (R,
= 700 000 Ohm fällt dann fort). Um nun aus dem Diagramm die Schirnigitterspannung
der Niederfrequenzröhre zu ermitteln, die sich bei dieser Schaltung für die verschiedenen
Gittervorspannungen ergibt, geht man folgendermaßen vor: Von dem sich aus dem Diagramm
für eine bestimmte Steuergitterspannung, z. B. - 2 Volt, ergebenden Schnittpunkt
der Widerstandsgeraden für R2 mit der Schirmgitterstromkurv e geht man senkrecht
nach unten und zieht von dem Fußpunkt auf der waagerechten Spannungsachse, welcher
die Schirmgitterspannung der Hochfrequenzregelröhre angibt, eine Widerstandsgerade
bis zum Schnittpunkt der Kennlinie für R, mit der Kennlinie für - 2 Volt. Diese
Widerstandsgerade entspricht einem Widerstand R3 von
180 000 f2.
Für andere Steuergitterspannungen ergibt sich auf dieselbe Weise je ein Fußpunkt,
von denen aus man je eine Widerstandsgerade für iSo ooo S2 zieht. Der Schnittpunkt
.dieser Widerstandsgeraden mit der zu der betreffenden Gittervorspannung :gehörenden
Schirmgitterstromkurve ergibt die bei Anwendung der Erfindung sich einstellende
Schirmgitterspannung der Niederfrequenzregelröhre. In dem Diagramm sind die verschiedenen
Schnittpunkte eingezeichnet und durch eine Kurve miteinander verbunden. Diese Kurve
'läuft durchweg oberhalb .der Widerstandsgeraden für R1 = 700 000 f2, woraus
sich ergibt, daß bei dieser Schaltungsart die Schirmgitterspannung immer höher liegt
als bei unmittelbarer Vorschaltung eines Widerstandes R1 von der Anodenspannungsquelle
laus. Da, aber die Schirmgitterspannung durchweg höher liegt, nimmt der Anodenstrom
bei größerer negativer Gittervorspannung weniger ab als in dem Falle, in welchem
die Schirmgitterspannung über einen Vorwiderstand unmittelbar von der Anodenspannungsquelle
abgegriffen wird, oder bleibt sogar nahezu konstant, womit die eingangs gestellte
Aufgabe ,als gelöst zu betrachten ist.
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Die vorstehend ausgeführten Überlegungen wurden, wie bereits erwähnt,
beim ungünstigsten Falldurchgeführt. Legt man bei der Hochfrequenzröhre die Schirmgitterstromkurve
einer Mehrgittermischröhre (Hexodentyp) zugrunde, .so ergibt sich ein viel schnelleres
Hochlaufen -der Schirmgitterspannung und infolgedessen auch .der Niederfrequenzröhre.
Eine Mehrgittermischröhre vom Hexodentyp, also mit zwei Schirmgittern und zwischenliegendem
Stromverteilungsgitter, hat nämlich die Eigenschaft, daß beim Hochgehen der beiden
Schirmgitterspannungen die Stromverteilung sich zugunsten des Anodenstroms auf Kosten
des Schirrngitterstroms ändert. Infolgedessen. nimmt der Schirmgitterstrom wesentlich
stärker ab als es der Regelung durch das erste Gitter allein entsprechen würde.
Bei Benutzung einer Mischröhre in dieser Schaltung kann man vollständig konstante
Ströme 'der Niederfrequenzregelröhre oder unter Umständen .sogar noch Ansteigen
des Stromes erreichen. Abb.3 gibt den Verlauf der Schirmgitterspannung US und des
Anodenstromes I" der Niederfrequenzregelröhre in Abhängigkeit von der Steuergitterspannung
U,.1 in einer durchgemessenen Schaltung wieder, wobei als Hochfrequenzröhren die
Mischröhre ECH i i und die Zwischenfrequenzröhre EBF i i mit einem gemeinsamen Schirmgittervorwiderstand
R2 von 30 000 d2 benutzt wurden. Der Widerstand R3, der noch zusätzlich am Schirmgitter
.der als Niederfrequenzröhre benutzten EF i i lag, betrug aoo ooo 92. Man sieht,
daß der 'Allodenstrom I" der Nieder-Erequenzröhre in dem hauptsächlich in Betracht
kommenden Gitterspannungsbereich von o bis - io Volt praktisch konstant ist. Zum
Vergleich ist eine gestrichelte Kurve eingezeichnet, welche für dieselbe Röhre den
Anodenstrom Iä ohne Anwendung der Erfindung zeigt. Diese Abweichung entspricht einem
Unterschied des Klirrfaktors von einigen Prozent.
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Die erfindungsgemäße Schaltung bat noch einen sehr wesentlichen Nebenvorteil.
Dadurch, daß die Schirmgitterspannung der Niederfrequenzröhre sich in einem stärkeren
Bereich als sonst üblich verändert, kann diese Spannung sehr gut zur unmittelbaren
Steuerung der -positiven Ablenkstreben in den bekannten Abstimmanzeigern benutzt
werden, ohne daß ein besonderes Verstärkersystem in den Abstimmanzeigern für diese
Ablenkstreben notwendig ist.