-
Entladungsröhre Die Erfindung betrifft Elektranenentladungseinrichtungen
zum überlagerungsempfang und insbesondere eine Mehrelektrodenentladungseinrichtung,
in welcher örtliche Schwingungen einer bestimmten Frequenz und Eingangsschwingungen
einer davon abweichenden Frequenz, wie z. B. ein Radiosignal, unmittelbar in der
Röhre gemischt oder kombiniert werden.
-
In/Radioempfängern;. die nach dem Superheterodynverfahren arbeiten,
müssen zwei verschiedene Frequenzen kombiniert werden, d. h. die von der Antenne
aufgenommene und gewöhnlich in einer Vorstufe verstärkte Signalfrequenz muß mit
der örtlichen Frequenz kombiniert werden, welches von einem öftlichen Oszillatoor
in dem eigentlichen Empfänger erzeugt wird, so daß durch Schwebungsbildung eine
Zwischenfrequenz entsteht, welche in der gleichen Weise wie die Signalfrequenz moduliert
ist.
-
Die iiblichen-Verfahren des Überlagerungsempfangs verwenden eine erste
Gleichrichter-oder Mischröhre, in welcher die hochfrequente Signalfrequenz (Eingangsfrequenz)
und die örtliche Frequenz, die in einem Oszillatorkreis gewöhnlich durch eine besondere
Röhre erzeugt wird, demselben Gitter der Mischröhre zugeführt werden. Bei diesen
Verfahren kommt es im allgemeinen auf die Kopplung des Oszillätor- und des. Eingangskreises
durch kapazitive oder induktiveKopplung an, welche eine ziemlich kritische Einstellung
erfordert, und wegen dieser Kopplung wirken Änderungen im Signaleingangskreis auf
die Arbeitsweise des, Oszillators und daher auf die örtliche Frequenz ein.
-
Es sind Elektronenentladungsröhren mit hohem Verstärkungsgrad vorgeschlagen
worden, in welchen eine Heteradynewirkung ohne eine unerwünschte Kopplung zwischen
dem Eingangskreis und dem Oszillatarkreis erzielt wird, in dem das Oszillatorgitter
und die Anoden in dem Elektronenstrom angeordnet werden, welcher von der Glühkathode
zu dem Signal- oder Madulatorgitter und zur Ausgangsanode fließt. Bei dieser Röhrenart,
in welcher die Oszillatoranode in dem gleichem.
Elektronenstrom
wie die Modulatorelektroden liegt, kann eine unerwünschte Kopplung z@%-,j-t,
| schon dem Oszillatorteil und dein Modulat ' #- |
| teil auftreten. Ferner wirken irgendwo |
| geometrische Uderungen im () szillatoi@ |
| der Röhre unmittelbar auf die Arbeitsweise |
des auf das Signal ansprechenden Modul,atorteils der Röhre ein, .indem. z. B. eine
Änderung der Windungszahl je Längeneinheit des Oszillatorsteuergitters eine :beträchtliche
Änderung des Stromes zur Ausgangsanode Hervorruft, und aus diesen Gründen ist es
schwierig, den Modulatorteil und den Oszillatorteil der Röhre unabhängig voneinander
auszubilden und sie gegeneinander abzuschirmen, so daß jeder in der gleichen Weise
arbeitet. Es hat sich ferner gezeigt, d'aß bei dieser Elektrodenausführung, insbesondere
wenn ein V-förmiger Glühdraht als Kathode verwendet wird, eine Herabsetzung der
üblichen Größe des Elektrodenaufbaus, ,die bei äewisseil kleinen Rölireiltypen erwünscht
ist, konstruktive Schwierigkeiten bereitet, welche finit den üblichen mechanischen
Hilfsmitteln nicht leicht überwunden werden konnten.
-
Eine verbesserte ElektronenentIadungseinrichtung mit hohem Verstärkungsgrad,
mit welcher eine Heterodynewirkung ohne unerwünschte Kopplung zwischen Eingangs-und
Oszillatorkreis erhalten werden kann und in welcher der Betrieb des Oszillatorteifs
vom Modulatorteil der Röhre unabhängig ist, ist bereits bekannt. Diese Röhre enthält
eine von einem Gitter umgebene Kathode und auf der einen Seite des Gitters die Oszillato:ranode,
auf der anderen Seite ein Signal- oder Modulatorgitter, «-elches voll einem Schirmgitter
umgeben ist, wobei alle Elektroden von der Ausgangsanode und im Bedarfsfalle einem
Bremsgitter umschlossen werden. Die von der Kathode ausgehenden Elektronen werden
in zwei Strombahnen geteilt, welche zur Oszillatoranode und zur Ausgangsanode führen.
Das die Kathode umgebende Gitter dient einerseits als Oszillato:rgitter und andererseits
als Gitter zur Modulation des zur Ausgangsanode fließenden Elektronenstromes mit
der Oszillator frequent. Der zur Ausgangsanode fließende Elektronenstrom wird daher
zuerst mit der Oszillatorfrequenz moduliert und dann beim Durchsetzen des Modulatorgitters
mit der Signalfrequenz oder Modulationsfrequenz. Das Ergebnis ist die Zwischenfrequenz
an der Ausgangsanode.
-
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine weitere Verbesserung
der eben beschriebenen Elektronenentladungseinrichtung.
-
Es sind Mehrsystemröhren bekannt, in denen mehrere voneinander völlig
unabhängige Elelctro:nenbalinen von nebeneinanderliegenden Segmenten eines zylindrischen
l?niissionsscliiclittr,igers ausgehen und durch ,radial verlaufende, an die Kathode
angeschlos-
| lie Trennwände gegeneinander abgeschirmt |
| rden. In dieser Form sind Abchirinung'en |
| @"eibesserung der erwähnten 1Iischröhl-e |
| .: nicht brauchbar, da die Entladungsbahnen |
I derselben voneinander nicht völlig unabli<ingig sein sollen.
-
Gegenstand, der Erfindung ist eine Entladungsröhre mit einer Kathode.
von der zwei Entladungsbahnen nach entgegengesetzten Seiten ausgehen, einem die
Kathode umgebenden Gitter und einer Anode in der einen sowie einem weiteren Steuergitter,
einem Schirmgitter und einer Anode in der anderen Entladungsbahn, welche gekennzeichnet
ist durch eine zur 1-#--ntladungsriclitung senkrecht stellende. dicht an das die
Kathode umgebende Gitter von außen heranreichende Abschirmwand, welche die der einen
Entladungsbahn angehöi-end:en Elektroden wenigstens teilweise umfallt. Die gekennzeichnete
Abscliirmwalid bewirkt einerseits eine elektrostatische Entkopplung von Elektroden,
«-elche verschiedenen Entla<iuiigsb-ahnen angehören. und verhindert andererseits,
daß die vom Verteilungssteuergitter zurückgetriebenen Elektronen zur Oszillatoranode
gelangen: gleichzeitig wird eine Verbesserung des Kennlinienverlaufes erreicht.
Die weitere Erläuterung des Erfindungsgedankens erfolgt an Hand der Zeichnung. In
dieser ist Abb. i eine Draufsicht auf die als bekannt vorausgesetzte Röhre, wobei
die obere Glimmerbrücke des Elektrodensysteins entfernt ist. Abb.2 zeigt eine Draufsicht
auf ein Elektrodensystem einer erfindungsgernäßen Röhre. Die Abb. 3 und stellen
Abänderungen der in Abb. 2 gezeigten Röhre dar, während die Abb. 5 ein Schaltbild
mit einer in den Abb.2 bis .f dargestellten 1Zölire ist.
-
In Abb. i ist die 1?lektronenentladungseinrichtung mit einem entlüfteten
Kolben io versehen, der den üblichen, jedoch nicht dargestellten Ouetschfuß enthält.
auf den <las Elektrodensystem aufgebaut ist, welches mit einer Mehrzahl voll
üblichen Stromeinführungsdrähten und Stiftzen elektrisch leitend verbunden ist.
-
Das Elektrodensvstem ist in üblicher Weise zwischen einem Paar von
nicht dargestellten, vorzugsweise aus Glimmer bestehenden Isolierscheiben befestigt.
Die äußere zylindrische Elektrode i i ist die Haupt- oder Ausgangsanode. Im Bedarfsfalle
kann ein zylindrisches Bremsgitter 12 innerhalb der Ausgangsanode und konzentrisch
mit dieser angeordnet werden. Eine Kathode 13, welche in Form eines Glühfadens
dargestellt ist, aber auch mittelbar geheizt sein kann, ist innerhalb der @'Nnode
ii angeordnet. Die Glüli.kathode wird
zweckmäßig an. ihrem oberen
Ende von einer Feder id.-gehalten,.welche .an der Haltestrebe i-5 befestigt ist.
Rings um die Kathode 13 ist ein Gitter 16 angeordnet, welches vorzugsweise
die Form-- einer flach gedrückten, von Seitenstreben getragenen Wendel besitzt.
Auf der einen Seite der- Kathode ist.nach der n. 16 eine Oszilla;toranode r7 angebracht,
die vorzugsweise aus einem, parallel zur Kathodenebene gestellten Blech besteht.
Dia Kathode 13, das Gitter 16 und die Anode 17 bilden den Oszillatorteil
der. Röhre zur Erzeugung der örtlichen Schwingungen.
-
An der der. Oszillatoranode gegenüberliegenden Seite der Kathode befindet
sich das Signal- oder Modulatoegitter 18, welches vorzugsweise mit einem nicht dargestellten
Kappenanschluß am Sahßitel der Röhre io verbunden und von einem flach gedrückten,
schraubenlinienförmigen Gitter zg umgeben ist, welches gleichzeitig als Beschleunigungsgitter.
für den Elektronenstrom. und als elektrostatischer Schirm zur Verringerung der Kapazität
zwischen dem Signalgitter 18. und den übrigen Elektroden der Röhre dient. Diese
beiden Gitter 18 und ig sind zwischen- der Kathode und* der Ausgangsanode ii des
Modulatorteils der Röhre angeordnet.
-
Die von der Kathode 13 ausgehende Elektronenentladung teilt
sich in zwei Elektronenströme, welche vorzugsweise nach entgegengesetzten Richtungen
fließen. Einer dieser Ströme fließt durch das Oszillatorgitter 16 zur Oszillatoranode
17, während der andere durch die Gitter 18 und ig zur Ausgangsanode i i übergeht.
Die auf dem Gitter 16 wirksame Oszillatorfrequenz moduliert den die Kathode in Richtung
zur Ausgangsanode verlassenden Elektronenstrom, so daß die örtliche Oszillatorfrequenz
dem Elektronenstrom aufgedrückt wird, der durch das. Modu,lator- oder Signalgitter
18 hindurchgeht, welches ihn außerdem in Übereinstimmung mit der empfangenen Radiiosignialfrequenz
moduliert.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Röhre von der in Abb. i dargestellten
Art, in welcher eine unerwünschte Wechselwirkung zwischen dem Oszillatorteil und
dem Modulatorteil der Röhre noch weiter verringert ist, indem zu diesem Zweck besondere
Elektroden vorgesehen sind. Auch der Verlauf der Kennlinie am unteren Knick ist
bei einer erfindungsgemäßen Röhre besser. Gemäß Abb. 2 enthält die Elektronenentladungseinrichtung
die flache Kathode 2o, von welcher Elektronenströme nach entgegengesetzten Richtungen
ausgehen. Die Kathode ist von dem Oszillatorgitter 2i umgeben. Die Oszillatoranode
22 ist auf der einen Seite der Kathode angeordnet, während sich auf der anderen
Seite das Mo, dulatorgitter 23, das dieses umgebende Schirmgitter 24 und die Ausgangsanode
25 befinden. Damit nicht Elektronen vom Signalgitter, bei--spielsweise an der Kathode
und dem Oszilfätdrgitter vorbei, zur Oszillatoranode zurückgetrieben werden, ist
ein die Modulatorelektroden umschließender Schirm 26 vorgesel-len,. der mit ebenen,
einander gegenüberliegenden Teilen 27 versehen ist, welche in der durch die Kathode
und das Oszillatorgitter gehenden Ebene liegen und dicht an die Seitenstreben des
Oszilla:torgitters heranreichen. Bei dieser Anordnung können die Elektronen, welche
durch das Signalgitter 23 gegen die Oszilla.-toranode hin gerichtet werden würden,
durch die Schirmteile 27 aufgehalten werden. Dieser Schirm kann auf Kathodenpotential
oder einem etwas positiven Potential gehalten-werden, welches jedoch wesentlich
niedriger ist als das Potential des Schirmgitters und der Anoden.
-
Wenn die Seitenstreben des Signalgitters in der Ebene der Seitenstreben
des Schirmgitters angeordnet waren, wie die in Abb. i dargestellte Anordnung zeigt,
bestand für einen Teil derElektronen eine gewisseNeigung, eine gekrümmte Bahn längs
der Innenseite des in Abb.2 dargestellten Schirmes einzuschlagen und gegebenenfalls
die Ausgangsanode zu treffein, ohne durch das Signalgitter hindurchgegangen zu sein.
Diese Elektronen bildeten einen Reststrom, der zwar nicht an sich schädlich ist,
aber bewirkt, daß bei sehr negativen Vorspannungen-- des Signalgitters der Strom
eine Modulation in der entgegengesetzten Phase wie gewöhnlich erfährt. Dies führt
zu einem kritischen Punkt mit der Verstärkung Null bei einer bestimmten Vorspannung.
Erfindungsgemäß werden die Seitenstreben des Gitters nach vorn näher zur Kathode
versetzt, so daß sie die in Abb. 2 gezeigte exzentrische Lage einnehmen. Dadurch
werden diese Streuelektronen gehindert, die Ausgangsanode längs der Innenseite der
Abschirmung zu erreichen, und damit wird eine beträchtliche Verbesserung des Kennlinienverlaufes
am unteren Knick erzielt. -Abb. 3 zeigt eine Abänderung, in welcher die -Abschirmung
aus einem Paar von rinnenförmigen Teilen 28 besteht, welche zwischen ihren Längskanten
eine Durchgangsöffnung für - den zur Ausgangsanode 25 fließenden Elektronenstrom
freilassen. Infolge des niedrigen Potentials der rinnenförmigen Teile wirkt diese
Durchgangsöffnung in ähnlicher Weise wie ein Bremsgitter, indem sie den Sekundärelektronenaustausch
zwischen der Ausgangsanode 25 und dem Schirmgiter verhindert und außerdem den Innenwiderstand
der Entladungsstrecke erhöht. In manchen Fällen erscheint es wünschenswert, diese
Wirkung dadurch zu verstärken, daß die rinnenförmixen
Teile durch
quer gerichtete Gitterdrähte :29 verbunden werden. Die Gitterdrähte 29 können auch
ersetzt werden durch einen oder mehrere längs gerichtete Streifen oder Drähte, welche
symmetrisch: in der Öffnung zwischen den rinnenförmigen Teilen angeordnet und elektrisch
leitend mit den rinnenförmigen Teilen verbunden werden.
-
Eine weitere Abänderung ist in Abb. .4 gezeigt, wo die Abschirmung
aus einem Paar L-förmiger Teile 30 besteht und ein besonderes Bremsgitter
31 vorgesehen ist.
-
Eine Schaltung, die mit der beschriebenen Röhre ausgeführt werden
kann, zeigt die Abb. 5. Der Eingangs- oder Signalkreis mit der Induktivität 35 und
der veränderbaren Kapazität 36 ist an das Signalgitter 23 angeschlossen. Dem Schirmgitter
24 kann eine gegen die Kathode 2o positive Spannung erteilt werden. Die Anode 22
des Oszillators ist mit dem aus der Induktiv ität 37 und der veränderbaren Kapazität
38 bestehenden.Oszillatorkreis mit Hilfe der Anodenkop.plungsspu:le 39 gekoppelt:
aus dem Oszillatoranodenkreis wird Energie dem Oszillatorkreis zugeführt, um Schwingungen
von der örtlichen Frequenz zu erzeugen, welche dem Oszillatorsteuergitter 2 i zugeführt
werden, das den die Kathode verlassenden und zur Ausgangsanode 25 übergehenden Elektronenstrom
moduliert. Das Signalgitter 23 moduliert diesen Elektronenstrom entsprechend dem
empfangenen Signal. Der Zwischenfrequenzausgang fließt in einen aus dem Kondensator
.4o und der Induktivität i bestehenden Kreis, der mit der nachfolgenden Stufe durch
die Induktivität 42 gekoppelt ist. Die Abschirmung 26 kann an die Kathode 2o angeschlossen
werden oder mittels einer besonderen Zuleitung an eine Spannungsquelle, welche niedriger
ist als die des Schirmgitters und der Anode.