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Entladungsröhre mit zwei über einer durchgehenden Kathode aufgebauten
Elektrodensystemen Die Erfindung betrifft eine Röhre mit zwei Elektrodensystemen,
die dazu bestimmt ist, mehrere, vorzugsweise zwei Funktionen in einer Schaltung
auszuüben und besonders Veränderungen der Kennliniensteilheit zu ermöglichen, wobei
die einzelnen Funktionen in der Röhre infolge der besonderen Konstruktion weitgehend
voneinander unabhängig sind.
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Es sind bereits Röhren bekannt, die es ermöglichen, daß mehrere Funktionen
einer Schaltung in einer einzigen Röhre ausgeübt werden. Derartige Röhren enthalten
mehrere Entladungsbahnen über getrennten oder auch gemeinsamen Kathoden. Durch den
Einbau in ein gemeinsames Vakuumgefäß ergeben sich infolge der dadurch bedingten
geringen Entfernung der Elektrodensysteme voneinander störende kapazitive Kopplungen
und gegenseitige Beeinflussungen der Entladungsvorgänge in den verschiedenen Bahnen.
Diese Erscheinungen sind besonders bei der Verwendung der Röhre für hohe Frequenzen
schwer zu beherrschen, so daß der Zusammenbau mehrerer Elektrodensysteme in einer
Röhre vorzugsweise für die Verwendung als Niederfrequenzröhre vorgeschlagen wurde.
Eine allgemeine Verwendung derartiger Röhren für hochfrequente Schwingungen ergab
sich aus den genannten Gründen nicht, obwohl entsprechende Schaltungen bekannt waren.
Es sind wohl Mehrsystemröhren bekannt, die zwei selbständige und voneinander in
jeder Hinsicht unabhängige Elektrodensysteme zusammen- mit den zu ihrer Kopplung
erforderlichen Kondensatoren und Widerständen enthalten; die beiden Verstärkerstufen
sind in ähnlicher Weise, wie bei Verstärkern mit getrennten Röhren üblich, durch
eine den Innenraum des Vakuumgefäße in zwei Hälften scheidende Metallwand gegeneinander
abgeschirmt. Die Erfindung schafft im Gegensatz dazu die Möglichkeit, gewisse Elektroden
zweier in einem Kolben vereinigter Elektrodensysteme miteinander leitend zu verbinden
und: trotzdem eine gegenseitige Abschirmung anderer Teile der beiden. Elektrodensysteme
sicherzustellen.
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Es sind ferner Röhren bekanntgeworden, mit zwei nebeneinander über
einer zusammenhängenden Kathode aufgebauten Elektroden= systenxen, die als Vor-
und Endstufe einer Verstärkerkaskade dienen und voneinander durch einen großen Abstand
und durch geerdete Schirme entkoppelt sind. Die beiden Elektrodensysteme haben außer
der Kathode keine Elektroden gemeinsam. Das Elektrodensystem kleinerer Leistung
enthält außer
Steuergitter und Anode noch eine neben letzterer angeordnete
Hilfsanode, die zur Rückkopplung dient. Man könnte zwar dieses Elektrodensystem
kleinerer Leistung selbst wieder als Vereinigung zweier Elektrodensysteme mit gemeinsamer
Kathode und gemeinsamem Steuergitter auffassen, jedoch ist eine Abschirmung der
Anode gegen die Hilfsanode nicht vorhanden.
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Gemäß der Erfindung ist eine Entladungsröhre mit zwei über einer durchgehenden
Kathode aufgebauten Elektrodensystemen dadurch gekennzeichnet, daß mindestens je
eine Gitterelektrode des einen und eine Gitterelektrode des anderen Elektrodensystems,
die nicht als Schirm dienen, innerhalb der Röhre gleichstromleitend miteinander
verbunden und gegebenenfalls konstruktiv vereinigt sind und Schirmelektroden vorgesehen
sind, die kalte Elektroden des ersten Systems gegeneinander und gegen Elektroden
des zweiten Systems, zum, mindesten aber die Anode der beiden Systeme, gegeneinander
elektrisch abschirmen.
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Ein Ausführungsbeispiel zeigt die Abb. i im Längsschnitt.
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In Abb. i ist d. eine Röhre mit dem Sockel 5, den Steckerstiften 6,
dem Kolben;, innerhalb dessen sich die langgestreckte Kathode 8 befindet, die durch
Leitungen q mit den entsprechenden Steckerstiften 6 verbunden ist.
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Die Kathode ist auf ihrer ganzen Länge von einem Gitter io umgeben,
das als eine Drahtwendel ausgebildet und durch eine Leitung i i mit einem Stecker
verbunden ist. Dieses Gitter ist im Sinne der Erfindung als die konstruktive Vereinigung
zweier Einzelelektroden aufzufassen.
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Das Kathoden-Gitter-System ist von zwei übereinanderliegenden Anoden
12 und 13 umgeben. Die Anode 12 hat eine kleinere Fläche als die Anode 13 und liegt
mehr nach den Anschlußenden der Kathode und des Steuergitters hin. Sie ist als an
beiden Enden offenes Rohr mit massiver Wand ausgebildet, während die Anode 13 zweckmäßig
durch ein an den Enden offenes Drahtgewebe gebildet- wird. Es können aber auch beide
Anoden durchbrochen ausgebildet sein. 14 und 15 sind die Anschlußleitungen der beiden
Anoden, und zwar ist die Leitung 15 der Anode 13 über eine biegsame Leitung 17 mit
einem besonderen Kontaktstück 16 auf dein Kopf der Röhre verbunden.
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Kathode, Steuergitter und Hilfsanode 12 sind durch einen gemeinsamen
Schirm i9 abgeschirmt, bestehend aus einem inneren Gitterabschnitt 2o und einem
äußeren Schirinabsclinitt2i; beide Teile sind durch eine Platte 22 miteinander verbunden.
Entsprechend der zylindrischen Konstruktion der anderen Elektroden ist das Schirmgitter
auch zylindrisch, und zwar ist der Gitterabschnitt 20 von kleinerem Durchmesser
als der Schirmabschnitt 21, wobei die Platte 22 dazu dient, diese beiden Abschnitte
miteinander zu verbinden. Die Platte enthält eine zentrale Bohrung, durch die die
Kathode und das Steuergitter hindurchgehen.
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Der Gitterabschnitt der Schirmgitterkonstruktion ist an seinem freien
Ende durch eine Kappe 23 abgeschlossen, während der Schirmabschnitt -21 an seinem
freien Ende offen ist, damit die Anschlußleitungen zu den Steckerstiften hindurchgeführt
werden können. Dieser Schirmabschnitt ist so lang, daß er die innerhalb von ihm
liegenden Elektrodenelemente vollständig überdeckt und gegen äußere Felder abschirmt.
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Bei dein Ausführungsbeispiel nach Abb. i ist die Anordnung so getroffen,
daß der Gitterabschnitt 2o des Schirmes i9 die Anode 13 gegen den zugehörigen Teil
des Steuergitters io abschirmt. Der Schirmabschnitt 21 schirmt die kleinere Hilfsanode
12 und den zugehörigen Teil des Steuergitters ab. Es sind also die beiden Anoden
durch die Schirmkonstruktion gegeneinander abgeschirmt.
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Die oben beschriebene Konstruktion erleichtert den Einbau der Elektrodensysteme
in einen Röhrenkolben, da die Hauptanode einen inneren Teil der Schirmgitterkonstruktion
umgibt, während der äußere Teil derselben Schirmgitterkonstruktion die andere Anode
umgibt und alle Teile koaxial zu der Anode und dem Steuergitter liegen.
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Ferner ist die Hauptanode 13 mit ihrem Kontaktstück 16 vollständig
gegen die anderen Elemente der Röhre abgeschirmt. Diese Konstruktion hat daher ganz
allgemein bei der Anwendung den Vorteil, daß die Belastung eines zur Anode 13 gehörigen
Kreises keine merkliche Wirkung auf die zu den anderen Elementen der Röhre gehörigen
Kreise ausübt.
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Die Abb.2 zeigt eine Schaltung, in der durch die neue Röhrenkonstruktion
besonders vorteilhafte Wirkungen hervorgerufen werden. Darin ist 2d. die eben beschriebene
Röhre mit Kathode 25, dem durch konstruktive Vereinigung zweier Elektroden gebildeten
Steuergitter 26, Anode 27 und Hilfsanode 28. Der Schirm 29 besteht aus dem Gitterabschnitt
30 und dein Schirmabschnitt 31, die durch eine zwischen den Entladungsbahnen
liegende Platte P miteinander verbunden sind. Das Steuergitter 26 ist mit einem
Eingangskreis 32 verbunden; 33 ist der mit der Anode verbundene Ausgangskreis. 34
und 3 5 sind die Spannungsquellen für Gitter
und Anode. Die Hilfsanode
28 ist durch die Spule 36 auf den Eingangskreis rückgekoppelt und durch einen verstellbaren
Abgriff 37 an die Spannungsquelle 35 angeschlossen, wodurch sie mit einer niedrigeren
- positiven Spannung betrieben werden kann als die Anode 27. Zwischen der Hilfsanode
28 und der Spannungsquelle 35 liegt ein Hochohmwiderstand.
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Der Schirm 29 wird über den Abgriff 39 von der Spannungsquelle 35
positiv vorgespannt. Bei der dargestellten Schaltung kann die der Schirmkonstruktion
zugeführte Spannung so verändert werden, daß die Steilheit der Anodenstrom-Gitterspannungs-Kennlinie,
bezogen auf das Steuergitter 26 und die Hauptanode 27, verändert wird, wodurch die
Größe der an den Ausgangskreis 33 abgegebenen Energie beeinflußt wird. ES hat sich
gezeigt, daß die Steilheit der Anodenstrom-Gitterspannungs-Kennlinie- bezogen auf
das Steuergitter 26 und die Hilfsanode 28, tatsächlich unabhängig von den Vorgängen
in der Hauptentladungsstrecke ist. Deswegen kann die Rückkopplung von der Anode
28 auf den Gitterkreis unveränderbar ausgebildet werden, obwohl die Kennliniensteilheit
der Hauptentladungsstrecke verändert wird. Dies ist ein besonderer Vorteil der vorliegenden
Erfindung.
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Es hat sich bei großen Änderungen der Verstärkung in der Hauptentiadungsstrecke
als vorteilhaft erwiesen, der Hilfsanode einen annähernd konstanten Strom an Stelle
der gewöhnlich konstant gehaltenen Spannung zuzuführen. Diesem Zweck dient bei dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel die Spannungsquelle 35 mit dem in Reihe dazu liegenden
hohen Widerstand 38, dessen Wert von der Größenanordnung des Anodenw iderstandes
28 oder besser noch größer ist. Diese Anordnung verhindert wesentliche Änderungen
des nach der Hilfsanode 28 fließenden Stromes, da der Spannungsabfall an 38 groß
ist im Vergleich zum inneren Abfall an der zur Anode 28 führenden Entladungsstrecke.
Die Verwendung des Widerstandes 3$ bedingt natürlich ein verhältnismäßig höheres
Potential an der Spannungsquelle 35.
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Ein besonders wichtiger Vorteil besteht bei der Erfindung darin, d@aß
der zu der Hilfsanode gehörige Kreis von der Verstäxkungsregelwirkung der Röhre
unabhängig ist. Das Schirmgitter ist dabei sowohl ein Regelgitter für die Lautstärke
als auch ein Schirm zwischen den Anoden und zwischen einer der Anoden, im vorliegenden
Fall der Hauptanode und dem Steuergitter. Dadurch werden die beiden zu den Anoden
gehörigen Kreise voneinander unabhängig. Man kann daher durch die Verwendung einer
Röhre gemäß der Erfindung die Verstärkung in einer Stufe nach Belieben regeln, ohne
die an der anderen Entladungsstrecke bewirkte Rückkopplung zu beeinflussen. Es kann
beispielsweise die Lautstärke geregelt werden, ohne daß die Selektivität eines Empfängers
wesentlich beeinflußt wird.
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Es kann, zusammenfassend gesagt, mit einer Röhre gemäß der Erfindung
die Steilheit der einen Anodenstromkennlinie durch Veränderung der Schirmgitterspannung
geregelt werden, während die Steilheit der anderen Anodenstromkennlinie praktisch
unverändert bleibt. In einem Rückkopplungskreis kann die Anode, für welche die Kennliniensteilheit
verändert wird, als Verstärkeranode verwendet werden, während die andere Anode für
die Rückkopplung verwendet werden kann. Bei einer solchen Verstärkerschaltung ist
es möglich, die Verstärkung zu regeln und dabei die Selektivität konstant zu erhalten.
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Es erfüllt also die Röhre zwei getrennte Funktionen: einmal die Regelung
der Verstärkung in Verbindung mit dem Ausgangskreis und ferner die Hilfsfunktion,
unabhängig von der veränderlichen Verstärkung eine Rückkopplung zu erzeugen.
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Die Erfindung sieht für den: Fall, daß eine noch bessere Unabhängigkeit
des Eingangskreises erforderlich ist, eine besondere Ausgestaltung der neuen Röhre
vor. Diese Ausführungsform ist in Abb. 3 schematisch dargestellt, wobei bemerkt
wird, daß die konstruktive Ausführung im wesentlichen dieselbe wie in Abb. r sein
kann.
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Diese Röhre 4o unterscheidet sich von der Röhre nach Abb. 2 dadurch,
daß ein nur der Hauptentladungsbahn angehörendes Steuergitter 46 vorhanden ist,
das in dem gezeigten Beispiel gegen alle übrigen Elektroden abgeschirmt ist. Die
Schirmkonstruktion 45 besteht dabei aus den Teilen 49, 5o und dem Teil 48, die miteinander
durch eine zwischen den Entladungsbahnen angeordnete Platte P verbunden sind. Die
Röhre ist durch die Schirme in drei gegeneinander elektrostatisch abgeschirmte Räume
derartig aufgeteilt, daß in dem einen Raum die Hauptanode 42, in dem zweiten das
nur der Hauptentladungsbahn angehörende Steuergitter 46 und in dem dritten Raum
alle übrigen Elektroden liegen.