DE755332C - Einrichtung zum stoerungsfreien Betrieb von Roehren mit Bremsgitter in Kurzwellenschaltungen - Google Patents

Description

• Einrichtung zum störungsfreien Betrieb von Röhren mit Bremsgitter in Kurzwellenschaltungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Röhre mit einem Brems- oder Fanggitter zur Verhinderung des Sekundärelektronenübergangs zwischen zwei positiven Elektroden, insbesondere zwischen Schirmgitter und Anode.
• Um seine Aufgabe zu erfüllen, muß das Bremsgitter auf einem Potential gehalten werden, das niedriger als das niedrigste Potential der beiderseits benachbarten positiven Elektroden ist. Lediglich aus Bequemlichkeitsgründen legt man das Bremsgitter an eine konstante Spannung oder verbindet es unmittelbar mit der Kathode. Es ist aber auch bekannt, einem zwischen der Anode und einem in dem positiven Spannungsbereich ausgesteuerten Steuergitter angeordneten Bremsgitter eine mit der Steuergitter- oder der Anodenwechselspannung gleichphasige Wechselspannung aufzudrücken, um den Primärelektronenfluß zur Anode zu erleichtern. Im Gegensatz dazu legte man bei einem Schirmgitter großen Wert darauf, daß sein Potential völlig konstant blieb, da sonst seine Fähigkeit zur elektrostatischen Entkopplung von Anode und Steuergitter bzw. anderer Wechselspannung führender Elektroden verlorengeht. Aus diesem Grund hat man die Schirmgitter von Kurzwellenröhren an. beiden Enden mit Zuleitungen versehen, die getrennt aus dein Vakuumgefäß herausgeführt waren, bzw. hat man das Schirmgitter durch ein KurzschlußgIi.ed für die Betriebsfrequenz mit der Kathode verbunden. Für die Anwendung ähnlicher Mittel beim Bremsgitter sah man keine Veranlassung, da von diesem ja keine Abschirmwirkung verlangt wird.
• Es hat sich gezeigt, daß Pentoden, deren Bremsgitter durch eine einfache Drahtverbindung an die Kathode angeschlossen oder durch eine. einseitig angebrachte Zuleitung mit einer konstanten Vorspannung verbunden war, in Kurzwellenschaltungen einen schlechten Wirkungsgrad aufzuweisen bzw. zur Selbsterregung und Störschwingungserzeugung neigen. Untersuchungen haben nun ergeben, daß hierfür der Umstand verantwortlich zu machen ist, daß das -zwischen Schirmgitter und Anode befindliche Bremsgitter kein konstantes Potential führt, sondern daß ihm über die Bremsgitteranodenkapazität eineWechselspannung aufgedrückt wird, für welche die Selbstinduktion der Zuleitungen keinen Kurzschluß mehr bedeutet. Diese Wechselspannung ist im wesentlichen mit der Anodenwechselspannung gleichphasig und wirkt dem Steuergitter entgegen, wodurch die geschilderten Schwierigkeiten entstehen. Entgegen früheren Ansichten kommt es also bei kurzen Wellen doch nicht nur auf die absolute Höhe des Bremsgitterpotentials sondern auch auf dessen völlige Konstanz an.
• Erfindungsgemäß werden Maßnahmen getroffen, um die dem Bremsgitter über die Bremsgitteranodenkapazität aufgedrückte Wechselspannung zu verringern oder aufzuheben, beispielsweise dadurch, daß das Bremsgitter an zwei oder mehr Punkten mit Zuleitungen versehen wird oder daß dem Bremsgitterstromkreis eine Wechselspannung aufgedrückt wird, die der störenden Wechselspannung entgegenwirkt und diese zu :NTull kompensiert..
• Der Erfindungsgedanke läßt sich auf verschiedene Weise verwirklichen. Die Selbstinduktion der Bremsgitterzuleitung kann z. B. dadurch erniedrigt werden, daß die Verbindung vom Bremsgitter zur Einschmelzstelle bzw. zur Kathode nicht als dünner Draht wie bisher üblich, sondern als bandförmiger Leiter ausgebildet wird. dessen Breite ein Vielfaches seiner Dicke beträgt. Man wird die Bänder bei kleinen Röhren mehrere Millimeter breit wählen, bei großen Röhren, wo hinreichend Platz zur Verfügung steht. bzw. l)-ei sehr kurzen Wellen aber bis in die Größenordnung von Zentimetern gehen.
• Wie oben erwähnt, kann man statt eines einfachen und einseitigen Anschlusses des Bremsgitters mehrere Zuführungen vorsehen, die an verschiedene Punkte der Elektrode angeschlossen und vorzugsweise auch an getrennten Stellen des Vakuumgefäßes herausgeführt sind. Diese Ausführungsform ist in der Abb. i schematisch angedeutet. Die Röhre R enthält außer der Kathode K ein Steuergitter G, ein Schirmgitter S, das Bremsgitter B und die Anode A. Das Bremsgitter ist an beiden Enden mit Zuleitungen Z_ versehen. Für die Lage der Zuleitungen bieten sich verschiedene Möglichkeiten; z. B. kann die eine Zuleitung am unteren Röhrenende liegen, also durch den Sockel gehen, während die andere Zuleitung oben oder seitlich durch die Kolbenwand geführt wird. Die Zuleitungen sind elektrisch parallel geschaltet, wodurch die Gesamtinduktivität der Zuleitungen entsprechend verringert und die an ihr erzeugte Wechselspannung vernachlässigbar klein wird, weil die noch vorhandene Induktivität praktisch einen Kurzschluß für die Betriebsfrequenz bedeutet. Röhren dieser Art wurden entwickelt und haben den Beweis geliefert, daß sie vermöge der doppelten Bremsgitterzuleitung im Ultrakurzwellengebiet bis zu doppelt so hohen Frequenzen betrieben werden können als Röhren mit einseitigem Bremsgitteranschluß.
• Der vorhin beschriebene Weg bestand in einer Verringerung der Zuleitungsinduktivität, also in einer baulichen Maßnahme an der Röhre selbst. Natürlich wird man auch danach trachten müssen, die außerhalb der Röhre liegenden Zuleitungen zum Bremsgitter möglichst kurz und induktionsarm zu halten. Man wird daher auch an diesen Stellen zweckmäßig bandförmige Leiter verwenden. In Fällen, wo die am Bremsgitter entstehende Wechselspannung durch Selbstinduktionsverringerung der Bremsgitterzuleitungen nicht oder nicht in ausreichender Weise beseitigt werden kann. läßt sich Abhilfe dadurch schaffen, daß in den Bremsgitterstromkreis von außen her Wechselspannungen eingeführt werden, welche die Störspannungen aufheben, so daß das resultierende Bremsgitterpotential konstant bleibt.
• Ein Schaltungsbeispiel ist in der Abb. a dargestellt. Die Röhre R mit -den in gleicher Weise wie in Abb. i bezeichneten Elektroden arbeitet als Hochfrequenzverstärkerröhre, wobei die Ausgangsleistung dem Anodenkreis LA, C _i entnommen wird. Das Bremgitter B ist über eine mit der Anodenkreisspule LA gekoppelte Spule Ll; mit der Kathode bzw. einer Vorspannungsquelle verbunden. Die Kopplung zwischen den beiden Spulen wird der Größe und Phase nach so gewählt, daß am Bremsgitter ein konstantes Potential herrscht. Die dem Bremsgitter über die Elektrodenkapazität aufgedrückte Wechselspannung wird also durch eine Gegenkopplung aufgehoben. Ferner kann man die Kompensationswechselspannung statt dem Anodenkreis auch dem Steuergitterkreis entnehmen, wobei die Spule ZN mit der Eingangskreisinduktivität LG zu koppeln wäre.
• Eine weitere Schaltungsmöglichkeit zeigt die Abb. 3, in der eine Brückenschaltung, wie sie für Neutralisationszwecke bekannt ist, zur Aufhebung der Bremsgitterwechselspannung dient. Durch geeignete Einstellung des Neutralisationskon.densators CN kann erreicht Werden, daß die dem Anodenkreis entnommene Wechselspannung die dem Bremsgitter über die Kapazität zwischen Anode und Bremsgitter aufgedrückte Wechselspannung zu Null kompensiert. Die Brückenschaltung kann in gleicher Weise auch an den Steuergitterkreis angeschlossen. werden.
• Es bedarf keiner näheren Begründung dafür, daß die genannten und die ihnen gleichwertigen Schaltungen durchaus nicht auf Verstärkeranordnungen oder auf Schaltungen mit Fünfpolröhren (Pentode) beschränkt sind. Dieselben Maßnahmen werden auch bei Schwingungserzeugern oder Empfängern sowie in solchen Fällen anzuwenden sein, wo das Bremsgitter zwischen zwei anderen sekundäremissionsfähigen Elektroden angeordnet ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum störungsfreien Betrieb von Röhren mit Bremsgitter in Kurzwellenschaltungen, gekennzeichnet durch Maßnahmen, um eine zufolge der Bremsgitteranodenkapazität an der Bremselektrode entstehende Wechselspannung zu verringern oder aufzuheben. z. Röhre in einer Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsgitter mit zwei oder mehr an verschiedene Punkte angeschlossenen und getrennt durch die Gefäßwand geführten und parallel geschalteten Zuleitungen versehen ist. 3. Röhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsgitterzuleitungen bandförmig ausgebildet sind. .4. Röhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuleitung durch den Röhrensockel und eine andere an der gegenüberliegenden Seite der Kolbenwand hinausgeführt ist. 5. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bremsgitterstromkreis von außen her eine Wechselspannung aufgedrückt wird, welche die der Bremselektrode über ihre Kapazität gegen die Anode aufgedrückte Wechselspannung aufhebt. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine im Bremsgitterstromkreis liegende und mit dem Anodenkreis gekoppelte Spule, deren Kopplungssinn und Kopplungsgrad so eingestellt ist, daß an ihre eine die Störspannung am Bremsgitter aufhebende Wechselspannung entsteht. 7. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet als Brückenschaltung nach Art bekannter Neutralisationsschaltungen. B. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß -die dem Bremsgitter über die Brückenschaltung aufgedrückte Wechselspannung durch einen. einen Brückenzweig bildenden Kondensator regelbar ist. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 458 373. 527 449 581836, 6o8 296, 613 8o6, 635456, 640517; britische Patentschrift Nr. 34,4 o76 französische Patentschrift Nr. 709 196; B a r k h a u s e n , »Elektronenröhren«. 1931, Bd. I, S. 113 bis 115; Electronics, Januar 1915, S.29; Behn, »Kurzwellenschaltungen«, 1935# S. 45; P h i 1 i p s, Monatsheft für Apparatefabrikanten, November 1935, Nr. 31, S. 8/9.