DE730675C - Schaltungsanordnung zur Linearisierung einer Roehre mit Steuergitter und einem oder mehreren Hilfsgittern - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zur Linearisierung einer Röhre mit Steuergitter und einem oder mehreren Hilfsgittern Die Beseitigung der durch die Krümmung der Gitterspannungs-Anodenstrom-Kennlinie herbeigeführten nichtlinearen Verzerrungen spielf für die meisten Anwendungsfälle von Verstärkerröhren eine wesentliche Rolle. Es ist bekannt, zur Linearisierung die negative Rückkopplung anzuwenden. Der Linearisierung durch negative Rückkopplung haftet jedoch ,ein grundsätzlicher Mangel an. Er ist in der starken Herabsetzung des Verstärkungsgrades zu erblicken, der in den meisten Fällen den Aufwand einer zusätzlichen Röhre erforderlich macht.
• Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Linearisierung einer Röhre, bei der in@ bekannter Weise in einer Röhre mit Steuergitter und. einem oder mehreren Hilfsgittern ein Hilfsgitter zwecks Linearisierung der Steuergitterspannungs-Anodenstrom-Kennlinie zusätzlich gesteuert wird. Gemäß der Erfindung wird bei einer derartigen Anordnung ,ein positiv vorgespanntes Hilfsgitter beiderseits des Arbeitspunktes der Steuergitterspannungs-Anodenstrom-Kennl.inie derart gesteuert, daß sowohl mit von dem Arbeitspunkt aus steigender als auch mit von dem Arbeitspunkt aus fallender Steuerspannung . die Spannung an "dem positiv vorgespannten Hilfsgitter in solchem Maße absinkt, daß die Steuergitterspannungs-Anodenstrom-Kennlinie linearisiert wird.
• Zur näheren Erläuterung des Erfindungsgedankens sei zunächst auf die Fig. i verwiesen. In dieser zeigen die Kurven i, z, g die Abhängigkeit des Anodenstromes i" von der Gitterspannung u,. Die Kurven sind bei, konstanter Anodenspannung für verschiedene Schirmgitterspannungen aufgenommen, und zwar gelten die Kurven 2 und 3 für kleinere Schirmgitterspannungen als die Kurve i. Ist der Arbeitspunkt durch den Punkt A, gegeben, so kennzeichnet die Kurve .i den gewünschten geradlinigen Verlauf. Es zeigt sich, daß der Anodenstrom zu beiden Seiten des Ubeitspunktes einen zu großen Wert aufweist. Da nun der Unterschied zwischen den Kennlinien i und 2, die mit verschiedenen Schirmgitterspannungen aufgenommen wurden, zeigt, daß der Anodenstrom durch Verkleinerung der Schirmgitterspannung verringert werden kann, besteht durch entsprechende Steuerung der Schirmgitterspannung die Möglichkeit einer Linearisierung. Es muß dafür gesorgt werden, daß zu beiden Seiten des Arbeitspunktes 'die Schirmgitterspannung etwa entsprechend der gestrichelten Kurve 6 abnimmt. Ulan erhält dann eine Kennlinie, die der gewünschten Geraden entspricht. Die Steilheit dieser Kennlinie ist gleich der Steilheit im Arbeitspunkt der nichtlinearisierten Kennlinie und damit .erheblich größer als die Steilheit, die sich beispielsweise durch Linearisieren mit Hilfe _ negativer Rückkopplung ergeben würde; eine entsprechende Kurve ist vergleichsweise durch die strichpunktierte Linie 5 angedeutet.
• An Stelle des Schirmgitters kann auch eine andere positiv vorgespannte Elektrode für die Zwecke der Linearisierung in entsprechender Weise gesteuert werden. Normalerweise wird jedoch die Anwendung einer besonderen, lediglich für den Zweck der Linearisierung vorgesehenen Gitterelektrode überflüssig sein, da die erforderlichen Änderungen der Schirmgitters,pannung im Rahmen zulässiger Grenzen bleiben.
• Es ist bekannt, die Schirmgitterspannung einer Regelröhre nvecks Vergrößerung des Aussteuerbereiches während des Regelvorganges zu verlagern. Die hierbei- eintretende Steuerung des Schirmgitters erfolgt jedoch nicht im Takte der zu verstärkenden Wechselspannungen, sondern in Abhängigkeit von der Zeitkonstante des Regelvorganges. Weiter ist bei Regelröhren bekannt, ebenfalls in Abhängigkeit von der Regelspannung die Schirmgitterspannung derart zu beein$ussen, daß die starke Verminderung des' Anodenruhestromes, die normalerweise bei einer Erhöhung der Gittervorspannung auftreten würde, verhindert wird. Ferner sind Schaltungen mit positiver Rückkopplung auf ein der Anode benachbartes Gitter zwecks Beseitigung der schädlichen Wirkung von Sekundärelektronen bekannt.
• Fig.2 zeigt ein Schaltungsbeispiel, das zur Verwirklichung des oben erläuterten Erfindungsgedankens geeignet ist. Die zu linearisierende Röhre ist mit V, bezeichnet. In ihrem Ausgangskreis liegt der äußere Belastungswiderstand Ra- Die zur Erzielung der =tiötwendigen Steuerung der Schirmgitterspannüng erforderliche $.ombination besteht in dem vorliegenden Beispiel aus dem Widerstand R2 und der Hilfsröhre V., die die erforderliche elektromotorische Kraft liefert. In den Gitterkreis der: Hilfsröhre V.> ist der Widerstand R, eingeschaltet, der von dem Anodenstrom det zu linearisierenden Röhre durchflossen wird. Das Absinken der Schirmgitterspannung der zu linearisierenden Röhre in dem Bereich I (_vgl. Fig. i ; kommt dadurch zustande, daß der Schirmgitterstrom der Röhre V, an dem Widerstand R.= einen entsprechenden Spannungsabfall erzeugt. tin Bereich II (vgl. Fig. i ) wird das Absinken der Spannung am Schirmgitter der Röhre V, durch den Anodenstrom der FIilfsröhre V., bewirkt, deren Gitter durch den Spannungsabfall am Widerstand R, in Abhängigkeit vom Anodenstrom der Röhre V, gesteuert wird.
• Die Schaltung ist so bemessen, daß im Bereich I die Hilfsröhre V, umwirksam ist. Infolge des hohen Anodenstromes der Röhre V, sperrt der an dem WiderstandR, auftretende Spannungsabfall die Hilfsröhre. Im Bereich I I beginnt mit abnehmender Spannung an dem Widerstand R, allmählich der Anodenstrom der Hilfsröhre V, zii fließen. Er bewirkt an dem Widerstand R_ einen wachsenden Spannungsabfall und damit ein starkes Absinken der Spannung am Schirmgitter der Röhre V,. Man erhält .also mit dieser Schaltung den durch die Kurve 6 in Fig. i veranschaulichten Verlauf der Schirmgitterspannung. Bei geeigneter Bemessung läßt sich innerhalb eines sehr großen Bereiches eine völlig lineare Kennlinie herstellen. Zweckmäßig ist dazu als Hilfsröhre V.. eine Röhre mit variabler Gittersteigung, also eine Röhre mit Regelcharakteristik zu verwenden, da solche :Röhren für die Erzeugung des zur Linearisierung notwendigen Verlaufs der Schirmgitterspannung besonders gilt geeignet sind.
• Die Erfindung sieht weiterhin vor, das System der Hilfsröhre in den Kolben der-zu linearisierenden Röhre einzulhauen. Gegebenenfalls könnte dabei dieselbe Kathode .Benutzt werden. «'erden außerdem noch. die Widerstände R, und R_ in den Kolben der Röhre V, eingebaut, so ergibt sich ein lineaxisiert<#s Röhrensystem, (las nach aul:,eit -hin zusätzlich lediglich die Anschlüsse für,-die Spannungszuführungen der Hilfsröhre:. aufweist.
• Werden Frequenzen. übertragen, bei denen die Kapazitäten der Stromquellen insbesondere gegen Erde : einen nicht- mehr zu : .vernachlässigenden Nebenschluß zum Widerstand f21 darstellten, so empfiehlt es sich, bekannte Maßnahmen zur Beseitigung dieser Wirkung zu treffen. Beispielsweise kann der Widerstand I21 zwischen I2" und der Anodenstromquelle eingeschaltet werden. Der Anschluß des Gitters von V2 müßte dann über einen Kondensator erfolgen, und für die Erzeugung der Gittervorspannung der Röhre V. wäre einentsprechender Kathodenwiderstand vorzusehen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schaltungsanordnung zur Liiiearisierung einer Röhre mit Steuergitter und einem oder mehreren Hilfsgittern, von denen ein Hilfsgitter zwecks Linearisierung der Steuergitterspannungs-Anodenstrom-Kennlinie zusätzlich gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein positiv vorgespanntes Hilfsgitter beiderseits des Arbeitspunktes der Steuergitterspannungs-Anodenstrom-Kennlinie derart gesteuert wird, daß sowohl mit von dein Arbeitspunkt aus steigender als auch mit von dein Arbeitspunkt aus fallender Steuerspannung die Spannung an dem positiv vorgespannten Hilfsgitter in solchem Maße absinkt, daß die Steuergitterspannungs-Anodenstrom-Kennlinie der Röhre linearisiert wird. z. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Absinken der Spannung des zusätzlichen Gitters oberhalb des Arbeitspunktes durch den Spannungsabfall eines entsprechend bemessenen Widerstandes im Stromkreis dieses Gitters herbeigeführt wird und daß zur Erzielung des- Absinkens unterhalb des Arbeitspunktes ein zweites, eine elektromotorische Kraft erzeugendes Elektrodensystem '(Hilfsröhre ,i parallel zu dem Widerstand geschaltet ist, dessen Gitterspannung mit Hilfe des Spannungsabfalles an einem im Anodenkreis der zu linearisierenden Röhre (-Hauptröhre ) liegenden Widerstand so gesteuert <vird, daß es im Gebiet unterhalb des Arlieitsptniktes stromdurchlässig wird. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß das Haupt- und Hilfselektrodensystem - in einem einzigen Röhrenkolben finit gegebenenfalls gemeinsamer Kathode untergebracht sind. .1. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gitter- und Anodenkreis der Hilfsröhre liegenden Widerstände mit in den gemeinsamen Röhrenkolben eingebaut sind. 5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsam mit der Hilfsröhre die Spannung des zusätzlichen Gitters beeinflussenden Widerstände stromabhängig sind. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daßals Hilfsröhre eine Röhre mit Regelkennlinie dient.