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Überlagerungsempfänger unter Verwendung einer Mehrgittermischröhre
Die Erfindung befaßt sich mit einem überlagerungsempfänger unter Verwendung seiner
Mehrgittermischröhre, bei der das Empfangsgitter und das Gitter, an dem die örtlich
erzeugten Schwingungen auftreten, durch ein Schirmgitter getrennt sind. Auch bei
einer solchen Schaltung tritt, insbesondere bei ultrakurzen Wellen eine störende
Ausstrahlang der überlagererschwingung durch die Empfangsantenne auf. Diese Ausstrahlung
kommt zustande durch schädliche Kapazitäten innerhalb der Röhre und läßt sich durch
Anwendung einer Gegenkopplung im Sinne einer Neutralisation, die an sich bekannt
ist, beseitigen. Es ist nun schwierig, die zu diesem Zwecke erforderliche genaue
'Gegenphasigkeit der in Frage kommenden Spannungen herzustellen. Die Erfindung gibt
nun eine Schaltung an, die die genaue Neutralisation auch bei kurzen und ultrakurzen
Wellen sicherstellt. Es sei zunächst im folgenden an Hand der Fig. i das an sich
bekannte Prinzip der Strahlungsbeseitigung erläutert. Eine Mischhexo,de i ist mit
ihrem Überlagerersystem, bestehend aus der Kathode 2, dem Schwinggitter 3 und der
Schwinganode 4, an einen Schwingungskreis 5, 6 angeschlossen. In dieser Schaltung
beginnt das überlagerersystem zu schwingen, sobald durch die Aufbaukapazitäten 7,
8 eine kapazitive Spannungsteilung von genügend und hoher Leitfähigkeit hergestellt
ist. Da die Kapazitäten .7 und 8 im allgemeinen nur klein sind (Größenordnung io
cm), so kann die Schaltung nur bei einer hohen Betriebsfrequenz schwingen (Ultrakurzwellenschaltung).
Sobald das überlagerersystem aber schwingt, beginnt die Antenne A die überlagererfrequenz
auszustrahlen. Die Antenne ist nämlich selbst, nachdem alle äußeren Leitungen durch
geerdete Abschirmung gegen die Antenne entkoppelt sind, immer noch durch die inneren
Kapazitäten io und i i mit schwingenden Elektroden des Oszillatorsysterns innerhalb
der Röhre gekoppelt, und zwar über z i finit -dem Schwinggitter 3 und über io mit
der Kathode 2. Es ist nun eine gute Erdung der Kathode 2 schwer durchzuführen, insbesondere
bei kurzen Wellen. Die stets vorhandene Selbstinduktion 13 der Erdleitung oder auch
die inneren Widerstände der evtl. Erdungskondensatoren i4 vereiteln eine widerstandslose
Verbindung der Kathode 2 finit Erde. Auch die räumliche Ausdehnung des Chassis kann
bereits Phasenverschiebung bei kurzen Wellen mit sich bringen, wenn der Kreis 5,
6 an einer anderen Cbassisstelle aufmon.ti.ert ist als der Erdungspunkt der Kathode
2. Sobald die Impedanz von 12 nicht mehr verschwindend klein ist, sind auch die
relativen Spannungen 3, 2 und 4, 2 nicht mehr gegenphasig. Dies wird durch
das
Vektordiagramm in Fig.2 verdeutlicht. Die Spannung 3, 2, die Gitterivechselspännung,
ist gegen die Spannung 4, 2, die Anodenwe,chselspannung, um genau i8o° verschoben
in bezug auf die Erdlinie 15. Dies wird durch die Kondensatoren 8 und 7 sichergestellt.
Die Kathode 2 sollte eigentlich gegen Erde keine Spannung führen. Infolge der Zuleitungsimpedanzen
12, 13, 14 führt sie aber eine Fehlspannung, beispielsweise die Spannung i G (s.
Fig.2) gegen Erde. Zwischen Kathode -und Gitter bildet sich daher die Spannung 17
und zwischen Kathode und Anode die Spannung i 8 aus. Diese beiden Spannungen sind
aber nicht mehr gegenphasig, sondern bilden miteinander einen Fehlwinkel d. Infolge
dieses Fehlwinkels versagt aber die Kompensation, welche in Fig. i durch einen Kondensator
19 von der Anode 4 zum Antennenpunkt 9 angestrebt wird.
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Die Erfindung beseitigt diese Schwierigkeit. Erfindungsgemäß wird
bei einem überlagerungsempfänger mit einer Mehrgittermischröhre, bei der das Empfangsgitter
und das Gitter, an dem die örtlich erzeugten Schwingungen auftreten, durch ein Schirmgitter
getrennt sind, eine Gegenkopplung (Neutralisation) über einen Kondensator vom Überlagererkreis
auf das Empfangsgitter ausgeübt, die Schwing1Lreiskapazität des LTberlagererkreises
in zwei gleich große Teilkapazitäten aufgeteilt und die Kathode der Mischröhre direkt
reit dem Verbindungspunkt dieser Schwingkreiskondensatoren verbunden.
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Es ist an sich bekannt, eine abgeglichene überlagererschaltung in
Brückenform aufzubauen zwecks Strahlungsbeseitigung. Ferner sind, wie bereits oben
erwähnt, Neutralisationsschaltungen allgemein bekannt. Durch die gleichzeitige Anwendung
der oben gekennzeichneten, zum Teil an sich bekannten Maßnahmen wird eine besonders
vorteilhafte Mischstufenanordnung geschaffen, da darin die eingangs geschilderten
Nachteile nicht mehr auftreten. Insbesondere wird dies dadurch erreicht, daß auf
eine besondere Erdverbindung der Kathode überhaupt verzichtet wird, und daß zweitens
die zur Schwingungserzeugung führende kapazitive Spannungs# teilung nicht mehr durch
die kleinen natürlichen Erdkapazitäten des Aufbaues 7 und 8 hergestellt, sondern
durch die Schwingkreiskapazität 5 selbst dargestellt wird. Die letztere ist vergleichsweise
viel größer als die Aufbaukapazitäten.
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In Fig.3 ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung dargestellt.
Der innere Widerstand des Spannungsteilers ist jetzt ganz bedeutend geringer als
nach Fig. i, denn :der Schwingkreiskondensator 5 der Fig. i wird in zwei Teile 5'
und 5" aufgeteilt, welche in Serie geschaltet sind. Jeder einzelne dieser Teile
ist daher doppelt so groß. wie der vorherige Kondensator 5. Die Kathode wird durch
die Leitung 2o an die Mitte des Spannungsteilers 5', 5" angeschlossen. Dadurch wird
sichergestellt, daß zwischen den Elektroden des Oszillatorsystems 2, 3, 4 eine unbedingt
genaue Phasenverschiebung von i8o° besteht. Selbstverständlich kann nunmehr nicht
verlangt werden, daß die Kathode 2 gegenüber der Erde keine Spannung mehr führt,
vielmehr ist der Erdungspunkt nach wie vor durch die beiden Kapazitäten 7 und 8
des Aufbaues festgelegt und braucht nicht übereinzustimmen mit dem durch die Kondensatoren
5', 5" erzwungenen Spannungsmittelpunkt zwischen Gitter 3 und Anode 4. Es wird daher:
über die gesamte Anordnung und auch speziell über den mit der Kathode 2 verbundenen
Belag der Röhre i ein geerdeter Metallkasten 21 angeordnet, wodurch eine durch Kathodenpotential
verursachte Ausstrahlung vermieden wird.
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In der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß Fig.3 gelingt es in einwandfreier
`leise, mit Hilfe eines Kondensators 19 eine Entkopplung der am Antennenpunkt 9
herrschenden störenden Spannung herbeizuführen, weil sämtliche das Empfangsgitter
9' umgebenden koppelnden Elektroden, nämlich die Kathode 2 sowie das zweite Steuergitter
22, einerseits kapazitiv und winkelfrei über i i und i o mit der Antenne gekoppelt
sind und weil sie beide in Phase bzw. Gege.npliase schwingen und daher durch eine
ebenfalls winkelfreie Kondensatorkopplung 19 von der Anode her völlig neutralisiert
werden können. Der Drehkondensator 5', 5" wird vorteilhaft mit isolierter Achse
durch das Gehäuse geführt und die Speisung der Anode über einen Widerstand 23 bzw.
eine Drossel von solcher Impedanz geführt, daß der Widerstand von und 8 kleiner
ist als der Widerstand von 23, und außerdem wird die Speisung von der Anodenspannungsquelle
an die ungefähre Mitte der Schwingspule 24 angeschlossen, womit erreicht wird, daß
von dieser Leitung her keine erzwungene Erdtmg in das System eingeführt wird. Ferner
wird die Verbindung zum Minuspol der Anodenbatterie über eine Drossel oder einen
Widerstand 25 von ebenfalls großer Impedanz vorgenommen, damit die notwendige Phasenlage
der Kathode 2 ausschließlich durch die Kondensatoren 5', 5" bestimmt und nicht durch
die Batterieleitungen gestört wird.
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Fig. 4 zeigt eine räumliche Anordnung eines solchen überlagerers,
wobei zur Vereinfachung das Oszillatorsystem 2, 3, ¢ und das 'SZischsy stein getrennt
gezeichnet sind. Man erkennt den Drehkondensator 5', 5", bestehend
aus
zwei Abteilungen mit gemeinschaftlichem Rotor 3q.. Dieser Rotor wird weit innerhalb
des geerdeten Gehäuses 2 i angebracht und durch eine isolierte Achse 26 angetrieben.
Seine Kapazität gegen die Umgebung soll kleiner sein als seine Kapazität gegen seine
zugehörigen Statoren. Man erkennt die Speisungswiderstände und Drosseln 23 in der
Plusleitung und 25 in der Minusleitung. Bemerkenswert ist die Ausführung des Neutralisationskondensators
19 als abgeschirmter Kondensator, weil nur durch eine solche Ausführung mit
geerdeter verschiebbarer Zwischenbelegung 27 es möglich ist, die erforderlichen
sehr kleinen Kapazitäten bis hinunter zu Null stetig einzustellen. Die Antenne A
wird entweder direkt über einen kleinen Kopplungskondensator 28 an die Gitterschivingdrossel
29 angeschlossen oder sie wird induktiv über eine Primärspule 3o auf dieselbe Drossel
gekoppelt. Letztere Anordnung eignet sich vor allem für Betrieb mit Energieleitungen
und einen großen Abstand zwischen Antenne und Empfangsort. Wesentlich ist die Abschirmhaube
3 i, welche über der Empfängerröhre i geerdet angebracht ist und verhüten muß, daß
der mit der Kathode 2 verbundene Belag dieser Röhre Schwingungen ausstrahlt, da
ja die Kathode 2 nicht direkt geerdet ist. Aus demselblen Grunde ist auch das Schwingungssystem
nach allen Seiten durch einen geschlossenen Kasten 2 i verschlossen. .
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Selbstverständlich kann eine besondere Abschirmung 3 i dadurch erspart
werden, daß an Stelle einer mit der Kathode verbundenen Röhrenverspiegelung eine
besonders herausgeführte Verspiegelung verwendet wird, die mit Erde verbunden wird.
Besondere Aufmerksamkeit verdienen die zur Heizung der indirekten Kathode benutzten
Heizleitungen. Diese werden zweckmäßig durch Kondensatoren 32, 33 (s.. Fig. 3) an
das Gehäuse gelegt und bei ihrem Austritt äus dem Gehäuse besonders verdrosselt.