DE742388C

DE742388C - Neutralized push-pull multi-grid tubes

Info

Publication number: DE742388C
Application number: DET57006D
Authority: DE
Inventors: Rer Nat Habil Werner Kleen Dr
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1942-03-07
Filing date: 1942-03-07
Publication date: 1943-12-10

Description

Neutralisierte Gegentakt Mehrgitterröhre Die Erfindung betrifft eine Gegentaktmehrgitterröhre, insbesondere eine Gegentaktpenthode, bei der durch geeignete Maßnahmen eine Frequenzunabhängigkeit bzw. Neutralisation erreicht ist.Neutralized Push-Pull Multigrid Tube The invention relates to a Push-pull multi-grid tube, in particular a push-pull penthode, in which by suitable Measures a frequency independence or neutralization is achieved.

Gegentaktröhren mit zwei Elektroden-Systemen in einem Kolben werden u. a. deshalb sehr gerne benutzt, weil bei ihnen eine Neutralisation besonders einfach möglich ist. In Abb. I ist als Beispiel die Schaltung einer Gegentakttetrode angegeben. Das elektrische Ersatzschaltbild dieser Anordnung zeigt Abb. 2. Der Eingangskreis ist mit e, der Ausgangskreis mit a und die beiden Kathoden (die zu. einem Kathodenkörper vereinigt sein können) sind mit KI, KII bezeichnet. Hinsichtlich der Rückwirkung arbeitet diese Anordnung wie eine Brückenschaltung, an deren Eckpunkten die Anode des ersten Systems AI, die Anode des zweiten Systems All, das Gitter des ersten Systems GI und das Gitter des zweiten Systems GII liegen. Beim Auftreten einer Anodenwechselspannung zwischen AI und Alt macht sich eine Rückwirkung auf den Eingangskreis nicht mehr bemerkbar, wenn die Bedingung für das Brückengleichgewicht erfüllt ist, d. h. also, wenn die Beziehung besteht: Vielfach werden Gegentaktpenthoden verwendet, bei denen im Innern der Röhre gleichwertige Hilfsgitter beider Systeme miteinander verbunden sind, d. h. das Schirmgitter des ersten Systems SI mit dem Schirmgitter des zweiten Systems SII über eine induktionsfreie Leitung verbunden ist und desgleichen das Bremsgitter des ersten Systems BI mit dem Bremsgitter des zweiten Systems Bli. In diesem Falle werden die äußeren Zuleitungen der Hilfsgitterpaare praktisch nicht von einem Wechselstrom durchflossen, und die zwischen Gitter und Anode jedes einzelnen Systems auftretende Kapazität ist allein durch die Teilkapazität dieser zwei Elektroden bestimmt. Dann kann man eine frequenzunabhängige Neutralisation erreichen, indem man die in Gleichung (I) angegebene Bedingung erfüllt. Da im allgemeinen die Kapazitäten innerhalb des gleichen Systems verhältnismäßig groß sind, erfolgt dies praktisch dadurch, daß man im Innern der Röhre Zusatzkapazitäten zwischeu Anode AI und Gitter GII einerseits und zwischen Anode AI und Gitter GII andererseits anbringt. Gewöhnlich nimmt man die Dimensionierung einer derart neutralisierten Röhre so vor. daß alle vier in den Brückenzweigen der Abb. 2 liegenden Kapazitäten gleich sind.Push-pull tubes with two electrode systems in one flask are very popular because they can be neutralized particularly easily. In Fig. I the circuit of a push-pull tetrode is given as an example. The electrical equivalent circuit diagram of this arrangement is shown in Fig. 2. The input circuit is denoted by e, the output circuit by a and the two cathodes (which can be combined to form a cathode body) are denoted by KI, KII. With regard to the reaction, this arrangement works like a bridge circuit, at the corner points of which the anode of the first system AI, the anode of the second system All, the grid of the first system GI and the grid of the second system GII are located. When an anode alternating voltage occurs between AI and Alt, a repercussion on the input circuit is no longer noticeable if the condition for bridge equilibrium is met, i.e. if the relationship exists: Push-pull penthodes are often used in which equivalent auxiliary grids of both systems are connected to one another inside the tube, i.e. the screen grid of the first system SI is connected to the screen grid of the second system SII via an induction-free line and likewise the brake grid of the first system BI with the brake grid of the second system Bli. In this case there is practically no alternating current flowing through the outer leads of the auxiliary grid pairs, and the capacitance occurring between the grid and anode of each individual system is determined solely by the partial capacitance of these two electrodes. Then a frequency-independent neutralization can be achieved by fulfilling the condition given in equation (I). Since the capacities within the same system are generally relatively large, this is done in practice by adding additional capacitances inside the tube between anode AI and grid GII on the one hand and between anode AI and grid GII on the other. This is usually the way to dimension a tube that has been neutralized in this way. that all four capacitances lying in the bridge branches of Fig. 2 are the same.

Neuerdings verwendet man jedoch vielfach Gegentaktpenthoden, bei denen zwar die Bremsgitter in Innern der Röhre verbünden sind, die beiden Schirmgitter jedoch getrennt herausgeführt werden. Dies erfolgt zum Zweck, in die Schirmngitterleitungen Imnpedenzen, insbesondere eine Induktivität, einzuschalten, durch die man eine Entdämpfung des Eingangskreises und eine Erniedrigung des Rauschens erzielen kann. Es hat sich nun gezeigt, daß bei derartigen Röhren eine in der oben angegebenen Weise durchgeführte Neutralisation nur für ein bestimmtes Frequenzgebiet erhalten bleibt. Dies ist auf Grund der folgenden Tatsachen vollkommen verständlich.Recently, however, push-pull penthodes have been used in many cases, where Although the brake grids are connected inside the tube, the two screen grids however, are brought out separately. This is done for the purpose in the screen grid lines To switch on impedances, in particular an inductance, through which one de-attenuation of the input circuit and a reduction in noise. It has has now shown that in such tubes one carried out in the manner indicated above Neutralization is only preserved for a certain frequency range. This is on Completely understandable based on the following facts.

Die scheinbar zwischen Gitter (= Steueritter) und Anode eines Systems auftretende Kapazität ist bei kurzen Wellen nicht mehr allein durch die Teilkapazität zwischen Gitter und Anode bestimmt. Bei kurzen Wellen bewirkt vielmehr die Zuleitung jedes Schirmgitters keine einwandfreie Erdung dieser Elektrode mehr, und es fließen daher zum Gitter von der Anode her zusätzlich Ströme über die in Abb. I punktiert eingezeichneten Teilkapazitäten. Die Gitter-Anoden-Kapazität Cgu erhält dadurch eine Frequenzabhängigkeit, wie sie in Abb. 3 dargestellt ist. Näher ist die Ursache dieser Frequenzabhängigkeit z. B. dargestellt bei W. Kleen, Zeitschrift für technische Physik. Bd.21 (1940), S.365, bzw. Telefunken-Mitteilungen Nr. 84., September I94o, S. 33. Bei Verbindung beider Bremsgitter innerhalb der Röhre, aber getrennter Herausführung beider Schirmgitter läßt sich die zwischen Gitter und Anode jedes Systems auftretende Gitter-Anoden-Kapazität durch den Ausdruck Cga = Cgao - #2 (Csa Cgs₧Ls)(2) beschreiben. Hierin bedeuten Cga0 die statische Gitter-Anoden-Kapazität,-also die Kapazität, die bei langen Wellen zwischen Gitter und Anode gemessen wird; Csa die Teilkapazität zwischen Schirmgitter und Anode; Cgs die Teilkapazität zwischen Gitter und Steuergitter, Is die Zuleitungsinduktivität des Schirmgitters und # die Kreisfrequenz. Es ist nach dieser Betrachtung verständlich, daß, wenn die Gitter-Anoden-Kapazität die in Abb. 3 angedeutete Frequenzabhängigkeit aufweist. die Neutralisation nur über einen begrenzten Frequenzbereich zu erzielen ist, da ja die unmittelbar zwischen Anode AI und Gitter GII bzw. Anodle AII und Gitter GI zugeschalteten Neutralisationskapazitäten frequenzunabhängig sind. Dies hat sich auch tatsächlich experimnentell ergeben. Z. B. zeigte eine Röhrlil-e, die für lange Wellen auf Neutralisation abgeglichen ist, daß für eine Wellenläinge voll I nm die Neutralisationskapazitäten einen viel zu großen Wert hatten.Apparently between the grid (= control grid) and the anode of a system The capacity that occurs in short waves is no longer solely due to the partial capacity determined between grid and anode. In the case of short waves, it is rather the supply line that has the effect Each screen grid no longer has a proper grounding of this electrode, and there is a flow therefore, in addition to the grid from the anode, additional currents via the dotted lines in Fig. I. partial capacities shown. The grid-anode capacitance Cgu is thereby obtained a frequency dependence as shown in Fig. 3. Closer is the cause this frequency dependence z. B. illustrated by W. Kleen, magazine for technical Physics. Vol. 21 (1940), p.365, or Telefunken-Mitteilungen No. 84, September 1941, P. 33. When both brake grids are connected within the tube, but lead out separately Both screen grids can be seen between the grid and anode of each system Grid-anode capacitance by the expression Cga = Cgao - # 2 (Csa Cgs ₧ Ls) (2) describe. Here, Cga0 denotes the static grid-anode capacitance, -also the Capacitance, which is measured between the grid and the anode in the case of long waves; Csa the Partial capacitance between screen grid and anode; Cgs is the partial capacitance between grids and control grid, Is the lead inductance of the screen grid and # the angular frequency. It is understandable from this consideration that if the grid-anode capacitance has the frequency dependence indicated in Fig. 3. the neutralization only can be achieved over a limited frequency range, since the immediately between Anode AI and grid GII or anode AII and grid GI connected neutralization capacities are frequency independent. This has actually been found experimentally. For example, one tube showed that balanced for neutralization for long waves is that for a wavelength full 1 nm the neutralization capacities a lot had too great value.

Gemäß der Erfindung wird nun vorgeschlagen. der 2Neutralisationskapazität die gleiche Frequenzabhängigkeit zu geben, wie sie die Gitter-Anoden-Kapazität in jedem einzelneu System besitzt. Zu dieseln Zwecke werden als Neutralisationskapazitäten nicht mehr allein Kapazitäten zwischen Anode AI und Gitter GII sowie zwischen Anode AII und Gitter GI eingeschaltet. Zur Neutralisation werden vielmehr folgende Maßnahmen ergriffen.According to the invention it is now proposed. the 2neutralization capacity to give the same frequency dependence as the grid-anode capacitance in every single system owns. Neutralization capacities are used for diesel purposes no longer only capacities between anode AI and grid GII as well as between anode AII and grid GI switched on. Rather, the following measures are used for neutralization seized.

Es werlen zunächst, wie auch bisher üblich, zwischen Anode AI und Gitter GII. und zwischen Anode All und Gitter GI frequenzunabhängige Kapazitäten eingeschaltet, die gleich den statischen Kapazitäten zwischen Anode und Gitter jedes einzelnen Systems sind. Diese Kapazitäten sind in Abb. 4 mit x bezeichnet. Dadurch wird die frequetnzunabhiängige Teilkapazität zwischen Gitter und Anode neutralisiert. Zusätzlich werden jedoch noxh weiterhin zwischen Schirmgitter SI lund Anode All sowie zwischen Schirmgitter SII und Anode AI Kapazitäten eingeschaltet, die so bemessen sind, dalß sie gleich den Teilkapazitäten zwischen Anode und Schirmgitter in jedem einzelnen System sind. Diese Kapazitäten sind in Abb.4 mit γ bezeichnet. Durch diese Kapazitäten wird der frequenzabhängige Teil der Gitter-Anoden-Kapazität neutralisiert. Über diese erfindungsgemäß vorgeschlagenen zusätzlichen Neutralisationskapazitäten und die Teilkapazität zwischen Schirmgitter und Gitter des einzelnen Svstenis fließt Verschiebungsstrom, der den gleichen Frequenzgang hat wie der Verschiebungsstrom zwischen Gitter und Anode des einzelneu Systems, da ja beide Ströme durch die gleichenZuleitungsinduktivitäten 1_s im Schirm--itterstromkreis. beeinfiußt werden. Damit besitzen auch Gitter-Anoden-Kapazität und Neutralisationskapazität die gleiche Frequenz- i abhängigkeit. Man kann also auch bei dieser Maßnahme in die Schiringitterzuleitungen beliebige Impedanzen einschalte. Die -Neutralisation wird stets erhalten bleiben, wenn nur in die beiden Schirmgitterzuleitungen die glei-chen Impedanzen eingeschaltet werden. Diese "Tatsache ist sehr wichtig, da man damit ohne Störung der Neutralisation das Schirmgitter durch Einschaltung beliebiger Impedanzen zur Rückkopplung (Huth-Kühn-Schaltung) oder auch zur Kompensation des Stromverteilungsrauschens ausnutzen kann, ohne daß dadurch, wie es bisher allgemein festzustellen war, die Neutralisation erheblich verschlechtert wird.First of all, as has been the case up to now, between the anode AI and the grid GII. and frequency-independent capacitances connected between anode All and grid GI, which are equal to the static capacitances between anode and grid of each individual system. These capacities are denoted by x in Fig. 4. This neutralizes the frequency-dependent partial capacitance between grid and anode. In addition, however, capacitances are still switched on between the screen grid SI and anode All and between the screen grid SII and anode AI, which are dimensioned so that they are equal to the partial capacitances between the anode and the screen grid in each individual system. These capacities are denoted by γ in Fig. 4. The frequency-dependent part of the grid-anode capacitance is neutralized by these capacities. Displacement current flows through these additional neutralization capacities proposed according to the invention and the partial capacitance between the screen grid and grid of the individual system, which has the same frequency response as the displacement current between grid and anode of the individual system, since both currents flow through the same lead inductances 1_s in the shielding circuit. be influenced. The grid anode capacitance and neutralization capacitance thus also have the same frequency dependency. With this measure, you can also switch any impedances into the shirring grid supply lines. The -Neutralisation will always be obtained when the same chen impedances are switched on only in the two screen grid supply lines. This "fact is very important because you can use the screen grid without disturbing the neutralization by switching in any impedances for feedback (Huth-Kühn circuit) or to compensate for the current distribution noise, without the need, as has been generally established up to now Neutralization is significantly worsened.

Es erscheint praktisch durchaus. möglich, die Neutralisation allein durch die letztgenannte Maßnahme, nämlich durch die Zuschaltung von Kapazitäten zwischen der Anode AI und Schirmgitter SII sowie zwischen Anode 4II und Schirmgitter SI, zu bewirken. In diesem Falle ist dann zwar die unmittelbar statisch meßbare Gitter-Anoden-Kapazität nicht neutralisiert. Diese statische Gitter-Anoden-Kapazität kann man jedoch vielfach genügend klein halten. Die Wirkung des besonders unangenehmen Frequenzganges der Gitter-Anoden-Kapazität fällt jedoch dadurch fort, wie aus den vorhergehenden Ausführungen ohne weiteres verständlich ist.It appears practically quite. possible neutralization alone by the latter measure, namely by adding capacities between the anode AI and screen grid SII and between anode 4II and screen grid SI to effect. In this case it is the directly statically measurable Grid-anode capacitance not neutralized. This static grid anode capacitance however, one can often keep it small enough. The effect of the particularly unpleasant However, the frequency response of the grid-anode capacitance falls away, as from the previous explanations is readily understandable.

Als angenehm wird bei dieser Maßnahme noch empfunden, daß die zwischen Anode A und Schirmgitter SII und zwischen Anode AII und Schirmgitter SI einzuschaltenden Neutralisationskapazitäten relativ klein sein müssen, da die innerhalb jedes Systems vorhandenen Teilkapazitäten zwischen Anode und Schirm-Bitter gleichfalls nur relativ kleine Werte haben. Die Zuschaltung dieser Neutralisationskapazitäten bedeutet damit keine unerwünscht große Erhöhung der Eingangskapazität. Die Zusatzkapazitäten kann man in einfacher Weise dadurch herstellen, daß an den Haltestreben der betreffenden Elektroden kleine Blechfahnen befestigt werden, die der Haltestrebe oder dem Körper der anderen Elektrode gegenüberstehen.In this measure, it is still felt to be pleasant that the between Anode A and screen grid SII and between anode AII and screen grid SI to be switched on Neutralization capacities have to be relatively small, as those within each system existing partial capacities between anode and screen bitter also only relatively have small values. The connection of these neutralization capacities means no undesirably large increase in input capacitance. The additional capacity can can be produced in a simple manner that on the support struts of the relevant Electrodes small metal flags are attached to the support strut or the body face the other electrode.

In Abb. d. wurde angenommen, daß die beiden Bremsgitter BI, BII innerhalb der Röhre unmittelbar miteinander verbunden sind und nur eine gemeinsame Zuleitung haben. Wenn die Bremsgitter jedoch getrennt aus dem Vakuumgefäß herausgeführt sind, ergibt sich auf Grund der Erfindung die Möglichkeit, auch die Wirkung der Induktivitäten der Bremsgitterzuleitungen zu neutralisieren. Dies geschieht zweckmäßig durch Neutralisierungskapazitäten z zwischen den Steuergittern einerseits und den Bremsgittern des jeweils anderen Systems andererseits. An sich wäre es auch möglich, diese Neutralisierungskapazitäten kreuzweise mit den Bremsgittern und Anoden zu verbinden, jedoch träte in diesen Fall eine merkliche Erhöhung der Ausgangskapazität ein, die nicht immer in Kaut genommen werden kann. Während man nach der ersten Vorschrift mit Neutralisierungskapazitäten von etwa o,i pF auskommt, sind im zweiten Fall Kapazitäten in der Größenordnung von pF nötig.In Fig. D. it was assumed that the two brake grids BI, BII within of the tube are directly connected to each other and only have a common supply line to have. However, if the brake grids are brought out separately from the vacuum vessel, Due to the invention, there is the possibility of also the effect of the inductances to neutralize the brake grid supply lines. This is expediently done through neutralization capacities z between the control grilles on the one hand and the brake grilles on the other Systems on the other hand. In itself it would also be possible to use these neutralization capacities to connect crosswise with the brake grids and anodes, but would occur in these There is a noticeable increase in output capacity, which is not always in chew can be taken. While following the first rule with neutralization capacities of about 0.1 pF, capacities in the second case are of the order of magnitude of pF necessary.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Neutralized push-pull multigrid tube, in particular Push-pull penthode, the screen grid of which is brought out separately from the vacuum vessel are, characterized in that the neutralization of the control grid anode capacitances Serving neutralization capacities have the same frequency response as the Control grid anode capacitance of each electrode system.

2. Push-pull multigrid tube according to claim i, characterized in that the anodes by neutralizing capacities (γ) with the screen grid of the other electrode system and also through further neutralization capacities (x) with the control grid of the other Electrode systems are connected within the tube.

3. Push-pull multigrid tube according to claim i or the following, characterized in that screen grid feed lines in both Impedances of the same size are switched on. a.

Push-pull multigrid tube according to Claim 2, characterized in that further neutralization capacities (-) between the brake grids, which are provided with separate supply lines, and your control grid of the respective other electrode system are provided.

5. Push-pull multi-grid tube according to claim 2 or the following, characterized in that the assignments of the neutralization capacities consist of sheet metal flags attached to a retaining strut of one electrode and facing a retaining strut, the body or a similar sheet metal vane of the other electrode. To distinguish the subject of the application from the state of the art, the following publications were taken into account in the granting procedure: German patents. . . . No. 583 865, 642 72 1 , 586 433.