Elektronenröhrenschaltung mit regelbarem Verstärkungsgrad Gegenstand
des Hauptpatentes ist eine Elektronenröhrenschaltung für Röhren mit einer Kathode,
einer Anode, mindestens zwei dazwischen angeordnetenGitterelektroden und einem die
Entladungsbahn zwischen der Anode und dem äußeren der beiden Gitter beeinflussenden
Steuerorgan, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung des Elektronenstromes hinsichtlich
der Elektronendichte und -geschwindigkeit und zwecks Erzielung einer hohen Steuerempfindlichkeit
die beiden Gitterelektroden auf derart gewählten,, gegen die Kathode positiven,
konstanten Potentialen gehalten werden, daß die den Entladungsstrom bildenden Elektronen
im Wirkungsbereich des Steuerorgans abgebremst werden und eine virtuelle Kathode
bilden. Zur schlagwortartigen Kennzeichnung derartiger Röhrenanordnungen wurde aus
später angegebenen Gründen der Ausdruck Regelkathodenröhre geprägt.Electron tube circuit with adjustable gain object
The main patent is an electron tube circuit for tubes with a cathode,
an anode, at least two interposed grid electrodes and one die
Discharge path between the anode and the outer of the two grids influencing
Control member, characterized in that for regulating the electron flow with respect to
electron density and speed and for the purpose of achieving high control sensitivity
the two grid electrodes on so selected, positive towards the cathode,
constant potentials are kept that the electrons forming the discharge current
be braked in the area of action of the control organ and a virtual cathode
form. For the keyword-like identification of such tube arrangements, from
Reasons given later, the expression regulating cathode tube coined.
Bekanntlich ist die Steuerfähigkeit einer Röhre um so größer, je näher
die Steuerelektrode an die Kathode herangelegt wird. Die Regelkathodenröhre wurde
aus der Erkenntnis heraus geschaffen, daß es nicht darauf ankommt, den Abstand zwischen
der reellen Kathode und ' dem Steuergitter klein zu machen, -sondern daß dieselbe
Wirkung auch erreicht werden kann, wenn man dicht an der Steuerelektrode eine Äquipotentialfläche
mit dem Potential Null erzeugt. Dort kommen die Elektronen zum Stillstand -und sind
infolgedessen besonders leicht und unter Anwendung geringster Steuerspannungen zu
beeinflussen. Eine derartige Nullpotentialfläche wird als virtuelle Kathode bezeichnet,
da sie die Funktion der Glühkathode als O_uelle des zu steuernden Entladungsstromes
übernimmt. Die Ausbildung der virtuellen Kathode hängt von zwei Größen ab: der Dichte
und der Geschwindigkeit der den Entladungsstrom bildenden Elektronen, welche gegeneinander
passend abgeglichen werden müssen. Bei einer Regelkathodenröhre wird die Einstellung
der Dichte und Geschwindigkeit des Elektronenstromes zwei verschiedenen, der Kathode
benachbarten Elektroden übertragen. "Vorzugsweise übernimmt das der Kathode zunächst
liegende Gitter die Einstellung der Elektronendichte, während das darauf folgende,
auf einem höheren positiven Potential gehaltene Gitter die Beschleunigung erteilt.
Die Lage der virtuellen Kathode läßt sich also durch Einstellung der beiden Gitterspannungen
bestimmen und dem Steuergitter beliebig
annähern. Mit Hinblick auf
die besonders stark ausgeprägte .Regelfähigkeit der virtuellen Kathode wurde für
den Elektrodenkomplex, welcher aus der Glühkathode und den innerhalb der Steuerelektrode
liegenden Gittern besteht, der Ausdruck Regelkathode ge--wählt.It is well known that the closer a tube is, the greater the controllability
the control electrode is placed against the cathode. The regulating cathode tube was
Created out of the knowledge that it doesn't matter the distance between
to make the real cathode and the control grid small, but that the same
Effect can also be achieved if there is an equipotential surface close to the control electrode
generated with the potential zero. There the electrons come to a standstill - and are
as a result, it increases particularly easily and with the use of the lowest control voltages
influence. Such a zero potential surface is called a virtual cathode,
since they function of the hot cathode as the source of the discharge current to be controlled
takes over. The formation of the virtual cathode depends on two variables: the density
and the speed of the electrons forming the discharge current, which against each other
must be matched appropriately. In the case of a regulating cathode tube, the setting is
the density and speed of the electron flow are two different ones, the cathode
transferred to neighboring electrodes. "Preferably the cathode does this first
lying grids adjust the electron density, while the following,
grids held at a higher positive potential give the acceleration.
The position of the virtual cathode can thus be determined by setting the two grid voltages
determine and the control grid arbitrarily
approach. With regard to
the particularly strong control capability of the virtual cathode was used for
the electrode complex, which consists of the hot cathode and the one inside the control electrode
lying grids, the term regulating cathode is selected.
Erfindungsgemäß soll die Abhängigkeit der Arbeitssteilheit der Röhre
von der Lage der virtuellen Kathode dazu benutzt werden, um den Verstärkungsgrad
einer Stufe, sei es willkürlich von Hand aus, sei es in Abhängigkeit von der Eingangsamplitude,
zu regeln. Zu diesem Zweck wird die Elektronenröhrenschaltung nach dem Hauptpatent
unter Verwendung einer Röhre, die zwischen der Kathode und dem Steuerorgan wenigstens
zwei Gitter enthält, von denen zumindest das dem Steuerorgan benachbarte auf einem
positiven Potential gehalten wird, in der Weise abgeändert, daß zur Änderung des
Verstärkungsgrades, z. B. zwecks Schwundausgleiches, die Spannung eines der beiden
der Kathode benachbarten Gitter geändert wird.According to the invention, the dependence of the working gradient of the tube
of the location of the virtual cathode can be used to adjust the gain
one stage, be it arbitrarily by hand, be it depending on the input amplitude,
to regulate. For this purpose, the electron tube circuit according to the main patent
using a tube between the cathode and the control member at least
contains two grids, of which at least the one adjacent to the control element is on one
positive potential is held, modified in such a way that to change the
Gain, e.g. B. for the purpose of shrinkage compensation, the voltage of one of the two
the grid adjacent to the cathode is changed.
Schaltungen . zur Verstärkungsregelung sind in verschiedenen Ausführungsformen
bereits bekannt. Sehr verbreitet ist die Verwendung von sogenannten Exponentialröhren,
bei denen der Arbeitspunkt durch Veränderung der negativen Vorspannung des Steuergitters
in Gebiete verschiedener Steilheit verlegt wird. Diese Anordnung erheischt eine
ziemlich große Regelspannung und ist außerdem nur für kleine Nutzamplituden brauchbar,
wenn Verzerrungen vermieden werden sollen. Es wurde ferner vorgeschlagen, zur Anodenkreisimpedanz
einen veränderlichen Widerstand, beispielsweise eine Entladungsröhre, parallel zu
schalten, doch bedingt dies einen zusätzlichen Aufwand von einer für andere Zwecke
nicht ausnutzbaren Röhre. In Röhren mit einem zwischen der Steuerelektrode und Anode
angeordneten Schirmgitter kann auch durch Änderung der Schirmgitterspannung eine
Beeinflussung des Verstärkungsgrades erzielt werden. Diese Schaltung hat jedoch
wegen ihrer ungünstigen Arbeitseigenschaften keine Beachtung gefunden.Circuits. for gain control are in different embodiments
already known. The use of so-called exponential tubes is very common,
where the operating point is achieved by changing the negative bias of the control grid
is laid in areas of different steepness. This arrangement requires one
quite large control voltage and can only be used for small useful amplitudes,
when distortions are to be avoided. It has also been proposed to the anode circuit impedance
a variable resistor, e.g. a discharge tube, in parallel with
switch, but this requires an additional effort from one for other purposes
unusable tube. In tubes with one between the control electrode and anode
arranged screen grid can also by changing the screen grid voltage a
Influencing the degree of gain can be achieved. However, this circuit has
because of their unfavorable working properties, no attention was paid to them.
Wenn nun erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, die Verstärkungsregelung
in einer solchen Verstärkerstufe vorzunehmen, welche eine Regelkathodenröhre enthält,
gewinnt man dadurch mehrere Vorteile: die Regelung erfolgt in äußerst wirksamer
Weise bereits seits wird der lineare Arbeitsbereich nicht durch kleine Regelspannungen,
und andererverlassen, Verzerrungen daher vermieden. Die Regelung kann entweder an
dem die Stromdichte oder dem die Beschleunigung bestimmenden Gitter durch Änderung
der Gittervorspannung vorgenommen werden. Die Regelung erfolgt entweder von Hand
aus oder in an sich bekannter Weise 'selbsttätig in Abhängigkeit von der Amplitude
der zu verstärkenden Spannung.If the present invention proposes the gain control
to be carried out in such an amplifier stage, which contains a regulating cathode tube,
this gives you several advantages: the regulation is extremely effective
On the other hand, the linear working range is not limited by small control voltages,
and others, thus avoiding distortions. The scheme can either be at
the grid that determines the current density or the acceleration
the grid bias. The regulation takes place either by hand
from or in a manner known per se 'automatically as a function of the amplitude
the voltage to be amplified.