DE755065C

DE755065C - Selbstschwingende Mischroehrenschaltung

Info

Publication number: DE755065C
Application number: DER89799D
Authority: DE
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1933-01-31
Filing date: 1934-02-01
Publication date: 1953-04-09
Also published as: BE401193A; GB437804A; GB437726A; GB417036A; FR767812A; NL64168C

Description

Die Erfindung betrifft eine selbstschwingenda Mischröhrenschaltung·, in welcher eine Elektronenröhre mit mindestens- vier zwischen, einer Kathode und einer äußersten Elektrode angeordneten Gittern verwendet wird.

Auf dem Gebiet der Mischröhrenschaltung ist folgendes· bekannt: Man hat in der Mischstufe eines Empfängers eine Röhre mit drei hintereinanderliegenden Gittern in der Weise verwendet, daß dem zweiten (mittleren) Gitter die von der Antenne gelieferten, Empfangsschwingungen zugeführt wurden, während an das erste Gitter ein auf die Überlagerungsfrequenz abgestimmter Schwingungskreis angeschlossen war, der mit einer im Stromkreis des dritten, positiv vorgespannten Gitters liegenden Induktivität derart gekoppelt war, daß diese beiden Gitter zusammen mit der Kathode- ein rückgekoppeltes, die Überlagerüngsschwingungeti erzeugendes Elektrodensystem bildeten; die Zwischenfrequenz wurde von der äußersten Elektrode (Anode) ab-

genommen. Die beiden inneren Gitter waren über die an sie angeschlossenen Schwingungskreise mit einem Endpunkt der Kathode oder einem Punkt eines die Kathode überbrückenden Spannungsteilers verbunden.

Man hat ferner eine Röhre mit drei Gittern auch in der Weise als Mischröhre verwendet, daß das erste, der Kathode zunächstliegende Gitter über eine Induktivität eine positive ίο Vorspannung erhielt und mit dieser Induktivität ein auf die Überlagerungsschwingung abgestimmter, an das zweite negativ vorgespannte Gitter angeschlossener Schwingungskreis derart gekoppelt war, daß diese beiden Gitter zusammen mit der Kathode ein rückgekoppeltes, die Überlagerungsschwingung erzeugendes Elektrodensystem bildeten. Die Empfangsschwingungen wurden dem dritten, über den Eingangskreis an Masse liegenden Gitter aufgedrückt, während die Zwischenfrequenz von der Anode abgenommen wurde.

Eine Röhre mit drei Gittern wurde auch in der Weise als Mischröhre verwendet, daß die Empfangsschwingungen dem ersten, über den Eingangskreis mit dem negativen Kathodenende verbundenen Gitter zugeführt wurden und das zweite Gitter an eine positive Vorspannung gelegt war; die Überlagerungsschwingung wurde durch Rückkopplung der Anode, von welcher auch die Zwischenfrequenz abgenommen wurde, mit dem dritten Gitter in.''■einer Dreipunktschaltung erzeugt.

Man hat eine Röhre mit drei Gittern auch in der Form als Mischröhre verwendet, daß man die Überlagerungsschwingung durch die sog. Kathodenrückkopplung erzeugte, indem man einen auf die Überlagerungsfrequenz abgestimmten Resonanzkreis einerseits an das auf die Kathode folgende erste Gitter und andererseits an den Minuspol der Anodenspannungsquelle anschloß und die Kathode mit einem Abgriff der Schwingkreisinduktivität verband. Das zweite Gitter wurde als Schirmgitter mit positiver Vorspannung betrieben, während das negativ vorgespannte dritte Gitter mit den Empfangsschwingungen gespeist wurde. Die Zwischenfrequenz wurde von der Anode abgenommen. Es ist ferner bekannt, als fremderregte Mischröhre eine Röhre mit vier Gittern zu verwenden und die Überlagerungsschwingung dem ersten, die Eingangsschwingung hingegen dem dritten Gitter zuzuführen·, während das zweite und das vierte Gitter miteinander verbunden werden und zur Abschirmung dienen. Auch ist es bekannt, eine Viergitterröhre in der Weise als fremderregte Mischröhre zu betreiben, daß die zu transponierende Schwingung dem ersten bzw. vierten Gitter und die Überlagerungsschwingung dem dritten bzw. zweiten Gitter aufgedrückt wird, während jeweils die beiden anderen Gitter an die Kathoden angeschlossen werden.

Gegenstand der Erfindung ist eine selbstschwingende Mischröhrenschaltung unter Verwendung einer Elektronenröhre mit min- _> destens vier zwischen einer Kathode und einer äußersten Elektrode angeordneten Gittern, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Überlagerungsschwingung durch Rückkopplung zwischen dem von der Kathode aus gezählt ersten und dem zweiten Gitter erzeugt, das dritte Gitter als Schirmgitter auf konstantem positivem Potential gehalten und die Eingangsschwingungen dem gegen die Kathode negativen vierten Gitter zugeführt werden.

Die gekennzeichnete Mischröhrenschaltung zeichnet sich gegenüber den bekannten Schaltungeii dadurch aus, daß in derselben Röhre sowohl die Uberlagerungsschwingung erzeugt als auch die Kombinationsfrequenzbildung durchgeführt werden kann, ohne daß diese beiden Vorgänge einander störend beeinflüssen. Die mit verschiedenen Frequenzen gesteuerten Elektrodengruppen sind voneinander elektrostatisch entkoppelt und wirken lediglich über den Elektronenstrom multiplikativ zusammen, wobei die Kathode einen sauber geerdeten Bezugspunkt bildet. Ein weiterer Vorteil ist die durch die gewählte Reihenfolge und Vorspannung der Gitter ■erzielte Ausbildung einer steuerempfindlichen Raumladung vor dem mit den Empfangsspannungen beaufschlagten Gitter sowie die Möglichkeit, eine Verstärkungsregelung vornehmen zu können, ohne die Wirkungsweise des Überlagererteiles in Mitleidenschaft zu ziehen.

Die weitere Erläuterung der Erfindung erfolgt an Hand der Zeichnung. In Abb. 1 werden dem hochfrequenten Eingangskreis 45 die hochfrequenten Signale von dem Kanal 46 über einen Transformator 47 zugeführt, dessen Sekundärwicklung 48 einen Teil des abgestimmten Eingangskreises bildet. Die Überlagerungsschwingungen werden in einem Oszillatorkreis 85 erzeugt, der durch einen Widerstand 86 mit dem ersten Gitter 52 der Röhre 53 verbunden ist. Diese Röhre enthält die Anode 54 und ist mit dem Anodenkreis 55 verbunden, der durch den Transformator 57 mit dem Zwischenfrequenzkanal 56 gekoppelt ist. Die Anodenspannung wird über eine Leitung 58 zugeführt, die an die Gleichstromquelle 59 mit den Klemmen + 60 angeschlossen ist.

Die Kathode 61 ist über den Vorspannungswiderstand 62 und die Erdleitung 63 an dem Punkt 03_O der Spannungsquelle 59 angeschlossen. Der Eingangskreis ist mit einem ver-

änderbaren Anzapfpunkt 65 der Spannungsquelle verbunden, der gegen den Kathodenanschlußpunkt 6·3_α negativ ist, wodurch das Eingangssteuergitter 66, das mit dem Eingangskreis 45 verbunden ist, ein negatives Potential erhält.

Zwischen dem Eingangssteuergitter 66 und der Anode 54 liegt das Schirmgitter 72, das über die Leitung 73 an den positiven Punkt 71 der Spännungsquelle 59 angeschlossen ist. Mit demselben Punkt ist das Gitter 67 über die Leitung 68 und die Primärwicklung 69 eines Transformators 70' verbunden:. 84 sind die üblichen Überbrückungskondensatoren,

Das Oszillatorsteuergitter 52 bildet mit der Elektrode 67 und der Kathode 61 einen Uberlagerer, der durch den Kreis 85 abgestimmt wird, von dem der Transformator 70 ein Teil ist. Das. Oszillatorsteuergitter 52 erhält eine negative Vorspannung von dem Widerstand 62, während die zweite Elektrode 67 mit positiver Spannung arbeitet und dadurch die Anode des Überlagerers bildet.
Das Schirmgitter 87 verhindert eine gegenseitige Einwirkung zwischen, dem Überlagerer und dem Hochfrequenzteil des Systems. Diese Schirmwirkung wird durch die Gitterelektrode 67 dadurch vergrößert, daß die Primärwicklung 69 eine verhältnismäßig geringe Impedanz hat, die gerade ausreicht, um die notwendige Kopplung mit dem Kreis 85 zu liefern. Das Gitter 67 kann durch einen einfachen Stab ersetzt werden, der zwischen dem OszillatO'rsteuergitter 52 und dem Schirmgitter 87 liegt, wenn die Funktion der Elektrode 67 als Schirm nicht benötigt wird.

Die Gitter 52 und 66 arbeiten zweckmäßig auf einem linearen Teil ihrer Anodenstrom-Gitterspannungs-Kennlinie.

Das Verhältnis der Steilheiten und die Wirkung der Veränderung der Spannung des einen .Steuergitters zur Veränderung der Steuersteilheit des anderen Steuergitters in bezug auf den Anodenstrom erkennt man aus den Kennlinien der Abb. 2 bis 4, in denen die Steilheit als Ordinate¹ und die Gitterspannung als Abszisse dargestellt ist.

In Abb. 2 wird die Steilheit G_Ml bezogen auf den Anodenstrom I_p und die Signalspannung E_gl am ersten Gitter 52 durch Änderung der Spannung B_g3 am anderen Steuergitter 66 gemäß der Kurve 33 verändert, wobei ein Potential χ am Gitter 66 eine Steilheit y zwischen der Spannung am ersten Gitter 52 und dem Strom der Anode 54 hervorruft.

In gleicher Weise zeigt die Kurve-34 in Abb. 3 die Steilheit G_M2 zwischen dem Anodenstrom Ip und der Spannung Bg₃ am Gitter 66 in Abhängigkeit - von der Spannung E_gl am ersten Gitter 52.

Aus diesen beiden Kurven 33 und 34 erkennt man, daß die beiden Gitter 52 und 66 in bezug auf den Anodenstrom zusammenwirken sollen. Aus der Abb. 4, in welcher die Steilheit G_Ma zwischen dem Gitterstrom I_g2 der Elektrode 67 und der Spannung E_gl des ersten Gitters 52 in Abhängigkeit von der dem Gitter 66 zugeführten Spannung dargestellt ist, ist die Steilheitskurve 3 5 annähernd eine waagerechte Linie, die erkennen läßt, daß zwischen der Elektrode 67 und dem Gitter 66 praktisch keine Wechselwirkung besteht.

Die Schaltung gemäß Abb. 1 hat sich als die zweckmäßigste Ausführungsform einer selbsterregten Mischröhre erwiesen und ergibt eine kombinierte Gleichrichter-Überlagererwirkung ohne gegenseitige Beeinflussung der mit den Steuerelektroden verbundenen Kreise und eine vollkommene Elektronenkopplung; sie gestattet gleichzeitig eine vollständige Regelung der Signalausgangsamplitude, unabhängig von den Funktionen der Signaleingangskreise. Eine solche Schaltung ermöglicht somit eine selbsttätige Verstärkungsregelung in einem Superheterodyneempfänger.

Für die Regelung der Ausgangssignalamplitude ist es erwünscht, daß das Steuergitter 66 ein Exponentialgitter ist. Bei der Schaltung gemäß Abb. 1 kann die Ausgangslautstarke durch Verschiebung der Anzapfung 65 eingestellt werden. Es kann jedoch auch jede andere Einrichtung zur Regelung der Vorspannung an dem Eingangssteuergitter und an dem Oszillatorgitter vorgesehen werden.

Eine Schaltung gemäß Abb. 1 kann auch als Detektor von modulierten Signalen verwendet werden, indem die beiden Steuergitter Signale von derselben Frequenz aufnehmen, das eine modulierte und das andere unmodulierte Signale.

Ein weiterer Vorteil des Schirmgitters 72 besteht darin> daß es die Anodenimpedanz und die Steilheit zwischen dem Signalsteuergitter 66 und der Anode 54 vergrößert. Es dient auch dazu, um die Gegenkopplung zwischen diesen beiden letztgenannten Elementen zu verhindern.

Bei einer selbsterregten Mischröhrenschaltung gemäß der Erfindung arbeitet der Überlagererteil mit einer niedrigeren Hochfrequenzspannung, wodurch die Neigung· zu einer unerwünschten Ausstrahlung verringert wird, da nur V10 der Ausgangsspannung für den Uberlagerer benötigt wird. Ferner ergibt sich eine verhältnismäßig hohe Hochfrequenz/ Zwischenfrequenz-Verstärkung.

An Hand der Abb. 5 soll eine weitere Möglichkeit der Verstärkungsregelung erläutert werden.

Die Vorspannung für das Gitter 66 wird

zum Teil dem Widerstand 62 und zum Teil über die veränderliche Anzapfung 65 einem Teil 74 der Spannungsquelle 59 entnommen. Die Summenspannung wird dem Gitterkreis 45 über den festen Widerstand 64 zugeführt. Bei einer solchen Anordnung ändert sich die dem Gitter 66 zugeführte Vorspannung in Abhängigkeit von dem über den Widerstand 62 fließenden Anodenstrom ' und kann von Hand durch Verschieben des Schleifers 65 verändert werden. Die Spannung kann auch dadurch verändert werden, daß man einen veränderlichen Stromfluß durch den Widerstand 64, etwa mittels einer selbsttätigen Lautstärkeregelung, herbeiführt. Es hat sich gezeigt, daß eine Änderung der dem Gitter 66 zugeführten Spannung die Amplitude der Zwischenfrequenz zwischen gewünschten Grenzen verändert, ohne daß die Überlagerer-. 20 Spannungsamplitude, Stabilität oder Frequenzcharakteristik in Mitleidenschaft gezogen wird.

In Abb. 5 ist eine Lautstärkeregelröhre 75 mit dem Widerstand 64 durch die Anodenleitung 76 verbunden. Die Kathodenleitung 77 ist an einen veränderlichen Anzapfpunkt 78 der Spannungsquelle 59 angeschlossen, der gegen den Anzapfpunkt 65 negativ ist; der Gitterkreis 79 ist über den Widerstand 80 mit einem noch mehr negativen Punkt 81 der Spannungsquelle 59 verbunden. Die Steuerspannung, z. B. die hochfrequenten Signalspannungen, werden diesem Widerstand 80 und von dort der Regelröhre von den Klemmen 82 über den Kondensator 83 zugeführt. Änderungen der mittleren Amplitude der den Klemmen 82 zugeführten Spannungen verursachen Änderungen des Anodenstromes der Röhre 75 im Widerstand 64, wodurch die dem Gitter 66 zugeführte Vorspannung geändert wird. Die Schaltung arbeitet derart, daß mit zunehmender Signalstärke der Anodenstrom in der Anodenleitung 76 ebenfalls zunimmt, wodurch der Spannungsabfall am Widerstand 64 und die negative Vorspannung des Gitters 66 vergrößert und damit die Signalamplitude im Ausgangskreis 55 verringert wird. Dieser Vorgang ist ganz unabhängig von der Überlagererspannung im Kreis 49 und verändert diese nicht.

Der Filterkreis 50 und der Widerstand 51 im Gitterkreis des Überlagerers haben den Zweck, die Frequenzcharakteristik des Überlagerers innerhalb des Arbeitsbereiches abzuflachen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Selbstschwingende Mischröhrenschaltung unter Verwendung einer Elektronenröhre mit mindestens vier zwischen einer Kathode und einer äußersten Elektrode angeordneten Gittern, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlagerungs schwingung durch Rückkopplung zwischen dem von. der Kathode aus gezählt ersten und dem zweiten Gitter erzeugt, das dritte Gitter als Schirmgitter auf konstantem positivem Potential gehalten und die Eingangsschwingungen dem gegen die Kathode negativ vorgespannten vierten Gitter zugeführt werden.
2. Mischröhrenschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gitter und das Schirmgitter an dieselbe positive Spannung gelegt werden.
3. Mischröhrenschaltung nach Anspruch ι , dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Kathode aus gezählt fünfte Gitterelektrode als zweites Schirmgitter dient.
4. . Mischröhrenschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schirmgitter an dieselbe positive Spannung gelegt werden.
5. Mischröhrenschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis des ersten Gitters ein auf die Überlagerungsschwingung abgestimmter Resonanzkreis und im Stromkreis des als Überlagereranode wirkenden zweiten Gitters eine mit der Induktivität des Überlagererkreises rückgekoppelte Spule kleiner Impedanz liegt.
6. Mischröhrenschaltung nach An-Spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Überlagererkreis ein Dämpfungsglied in Reihe geschaltet ist.
7. Mischröhrenschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuergitter (Eingangssteuergitter und Oszillatorsteuergitter) auf einem linearen Teil ihrer Anodenstrom - Gitterspannungs-Kennlinien arbeiten.
8. Mischröhrenschaltung nach Anspruch ι , dadurch gekennzeichnet, daß dem vierten Gitter (Eingangssteuergitter) eine regelbare Vorspannung zugeführt wird.
9. Mischröhrenschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem vierten Gitter (Eingangssteuergitter) eine von der mittleren Amplitude der Eingangsschwingungen abhängige Vorspannung zugeführt wird.
10. Mischröhrenschaltung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Verwendung einer Röhre, deren von der Kathode aus gezählt viertes Gitter einen veränderlichen Durchgriff besitzt.
11. Mischröhrenschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im

Stromkreis des vierten Gitters ein Widerstand liegt, der vom Anodenstrom einer Regelröhre durchflossen wird.
12. Elektronenröhre mit mindestens vier zwischen einer Kathode und einer äußersten Elektrode angeordneten stromdurchlässigen Elektroden zur Verwendung in Schaltungen nach Anspruch ι oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Kathode aus gezählt zweite stromdurchlässige
Stab besteht.

Elektrode aus einem

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

Französische Patentschriften Nr. 668 535, 669267, 670731, 670929, 673718,
709 196.

Hierzu r Blatt Zeichnungen

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