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Senderöhrenanordnung mit einer Raumladegitterröhre Es sind bereits
Senderöhren bekanntgeworden, bei denen der Schwingungskreis innerhalb des Vakuumgefäßes
untergebracht ist. Anordnungen dieser Art werden bei Dezimeterwellen verwendet,
um die Zuführungsinduktivitäten und die Kreisdämpfung klein zu halten. Diese Anordnungen
verlangen aber alle, wenn man von Gegentaktschaltungen und Magnetfeldröhren absieht,
den Einbau eines Trennkondensators, da der Schwingungskreis an Punkte verschiedener
Gleichspannung, beispielsweise an Anode und Steuergitter, angeschlossen ist. Solche
Trennkondensatoren haben den Nachteil einer schlechten Entgasbarkeit, besonders
bei empfindlichen Kathoden (Thorium- und Oxydkathoden), sowie der Überschlagsgefahr
bei hohen Spannungen.
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Die Erfindung bezieht sich nun auf eine Senderöhrenanordnung mit einer
Raumladegitterröhre mit nur einer Entladungsstrecke und mit Rückkopplung von der
Anode auf das Raumladegitter zur Erzeugung insbeson-' dere von Dezimeterwellen,
bei der erfindungsgemäß der zwischen Anode und Raumladegitter liegende Schwingungskreis
im Innern des Vakuumgefäßes untergebracht und unmittelbar derart an Anode und Raumladegitter
angeschlossen ist, daß durch ihn die Elektroden gleichstrommäßig miteinander verbunden
sind. Der störende Trennkondensator fällt also weg.
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Schaltungen mit einer zum Raumladegitter rückgekoppelten Raumladegitterröhre
sind bekannt und an Hand der Abb. r erläutert. Der Schwingungskreis r liegt zwischen
Raumladegitter :2 und Anode 3. Die Kathode 4. ist wechselspannungsmäßig mit einem
Punkt des
Schwingungspreises, dem Spannungsteilerpunkt der Dreipunktschaltung,
verbunden. Gleichstrommäßig ist der Schwingungskreis an dieser Stelle aufgeschnitten
und durch einen Kurzschlußkondensator 3o überbrückt, und die Kathode ist über die
Spannungsquellen 5 für das Raumladegitter bzw. 6 für die Anode an diesen Kondensator
angeschlossen. Das Steuergitter 7 enthält vermittels eines Spannungsteilers in dem
hier dargestellten Fall kapazitiv über die beiden Kondensatoren 8 und 9 eine geeignete
Wechselspannung. Die Steuergittergleichspannung wird über die Drosselspule i o einer
Spannungsquelle 3 i - entnommen.
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Die Arbeitsweise der Schaltung ist folgende: Die Raumladegitterspannung
U,. ist so hoch, dpß in jedem Betriebszeitpunkt der volle Sättigungsstrom von der
Kathode ausgeht. Die Steuerung durch die beiden Gitter ist also eine reine Verteilungssteuerung.
Es sei nun zunächst das Effektivpotential in der Steuergitterfläche negativ, was
bei positiver Anodenspannung durch eine geeignete negative Steuergittervorspannung
erreicht wird. Die Elektronen fliegen dann durch das Raumladegitter hindurch, kehren
vor dem Steuergitter um und treffen das Raumladegitter. Erhöht man nun die Raumladegitterspannung,
so wird einmal das Effektivpotential in der Steuergitterfläche positiv. Von da ab
fliegen bei weiterer Erhöhung von U,. die Elektronen durch das Steuergitter hindurch
zur Anode. Wird nun vermittels Rückkopplung durch die angegebene kapazitive Spannungsteilung
die Steuergitterwechselspannung so gewählt, daß sie gerade die Anodenrückwirkung
aufliebt, dann erscheint zwischen den Anschlüssen von Raumladegitter und Anode ein
negativer Widerstand, indem sich die beiden Ströme umgekehrt wie die Spannungen
auf diese beiden Elektroden verteilen, und dieser negative Widerstand wird zur Schwingungsanregung
des Kreises i benutzt.
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Um nun den Schwingungskreis bei einer solchen Schaltung unter Vermeidung
des Trennkondensators unterbringen zu können, läßt sich die in Abb. i angegebene
Schaltung vereinfachen: die Anodengleichspannung U" wird gleich LT,, gewählt. Dies
ist möglich,' da im Bereich von sehr kurzen, insbesondere Dezimeterwellen die Kreisdämpfung
so groß ist, daß die bei U" bis U,, erzielbare Spannungsaussteuerung völlig ausreicht.
Dadurch wird dann der Trennkondensator im Schwingungskreis überflüssig. Das Prinzipschaltbild
der Anordnung zeigt Abb.2. Der Schwingungskreis besteht aus der Induktivität i i
und der Reihenschaltung der Kapazität C,, zwischen Anode i:., und Steuergitter
13 mit der Kapazität C. zwischen Steuergitter 13 und Raumladegitter
14. Der Spannungsteilerpunkt 15 der Dreipunktschaltung ist aus der Röhre herausgeführt,
und an ihm erfolgt die Gleichspannungszuleitung zu Anode und Raumladegitter. Er
ist über den regelbaren Wechselstromwiderstand 17 und die Überbrückungskapazität
18 der :#,nodenspannungsquelle mit der Kathode i9 verbunden. Durch den Wechselstromwiderstand
17 kann die Induktivität 16 der Zuführung aufgehoben «,-erden. Das Steuergitter
ist ebenfalls über einen Wechselstromwiderstand -2o sowie die LUberbrükkungskapazität
2i der Steuergittervorspannung mit der Kathode verbunden. Wird durch die beiden
Kapazitäten Cl und C.= bereits die richtige Spannungsteilung für das Steuergitter
bezüglich Anoden- und Raumladegitterwechselspannung erzielt, so dient der Wechselstromwiderstand
20 lediglich ars Drossel. Stimmt das Spannungsteilerverhältnis nicht, so kann durch
eine bestimmte Einstellung des Widerstandes 2o, die sich aus der Größe der Kapazitäten
Cl, C. und C3 ergibt, die richtige Wechselspannungsamplitude am Steuergitter eingestellt
werden.
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Eine praktische Ausführungsform ist schematisch in Abb. 3 wiedergegeben.
Anode 2i, Steuergitter 22 und Raumladegitter 23 sind der besseren Sichtbarkeit halber
aufgeschnitten gezeichnet. Die Kathode 24 besteht im dargestellten Fall aus einer
durch zwei Stege heizbaren Wendel aus reinem oder thoriertem Wolframdraht. Wie eingangs
bemerkt, verlangt die Schaltung eine Kathode mit ausgesprochenen Sättigungseigenschaften.
Soll eine Oxydkathode verwendet werden, bei der die Sättigung wenig ausgeprägt ist;
so muß zwischen Kathode und Raumladegitter ein als Dichteregelungsgitter bekanntes
Hilfsgitter eingefügt werden, wodurch auch eine solche Kathode einen Sättigungscharakter
bekommt. Dieses Hilfsgitter erhält eine konstante Gleichspannung, die vorzugsweise
positiv, aber niedriger als die Raumladegittervorspannung ist; unter Umständen genügt
es aber, dem Hilfsgitter Kathodenpotential oder sogar eine negative Vorspannung
zu geben.
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Die Schwingkreisinduktivität besteht aus einem oder mehreren bügelförmigen
Blechstreifen zwischen Raumladegitter und Anode (25,z6). Für extrem kurze Wellen
ist es sogar möglich, den Schwingungskreis als vollständigen Topfkreis auszubilden.
Man denke sich hierzu nur einen der gezeichneten Bügel um die Röhrenachse gedreht,
etwa nach Abb. q.. 27 ist die Zuleitung zu Anode und Raumladegitter; 28 die Zuleitung
zum Steuergitter. Die Nutzkreiskopplung kann
entweder induktiv durch
den Glaskolben hindurch an den Schwingkreisbüge126 erfolgen oder, wie im hier dargestellten
Fall, an eine aus der Röhre herausgeführte Stromschleife 29. Eine solche nach außen
geführte Stromschleife ist zweckmäßig, weil an ihr noch eine Nachstimmung der Eigellwelle
erfolgen kann.
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Außer wegen des bereits genannten Vorteils, nämlich des Wegfalls des
Trennkondensators, ist die beschriebene Röhrenanordnung noch aus folgenden Gründen
als Dezimeterwellensender besonders geeignet: i. Die Kapazität Kathode/Raumladegitter
kann klein gehalten werden, weil die Raumladegitterspannung hoch ist und dadurch
Laufzeiterscheinungen bzw. Raumladungen selbst bei großen Abständen zwischen diesen
Elektroden nicht in Frage kommen.
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2. Die Kapazität Stettergitter/Raumladegitter beschwert den Schwingungskreis
sehr wenig, weil die Wechselspannung des Steuergitters der des Raumladegitters gleichphasig
ist.
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3. Die Kapazität Steuergitter/Anode kann wiederum sehr klein. gehalten
werden durch großen Abstand zwischen Steuergitter und Anode, weil die Elektronenlaufzeit
in diesem Raum unter der Einwirkung der Anodenspannung klein ist.
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q.. Die elektronische Dämpfung der beiden steuernden Gitter, des Raumladegitters
und des Steuergitters ist sehr klein, weil es sich um eine reine Verteilungssteuerung
handelt.