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Empfänger mit selbsttätigem Schwundausgleich und Krachbeseitigung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Empfänger einen selbsttätigen
Schwundausgleich und eine Krachbeseitigung ohne die Nachteile der bekannten Anordnungen
zu erzielen. Unter der Krachbeseitigung ist eine Schwächung der Verstärkung bei
kleinen Empfangsspannungen, die unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegen,
zu verstehen.
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Abb. z, in welcher auf der Waagerechten die Empfangsspannung und auf
der Senkrechten die Verstärkung aufgetragen ist, zeigt den Verstärkungsverlauf eines
solchen Empfängers. Auf dem linken Ast X, C, A nimmt die Verstärkung bis
zu dem Schwellenwert M der Empfangsspannung zu, um dann infolge der Schwundregelspannung
nach B, Y wieder abzufallen. Diese Kurve zeigt zugleich den Anodenstromverlauf
(auf der Senkrechten aufgetragen) in Abhängigkeit von der Regelspannung (auf der
Waagerechten aufgetragen).
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Es ist bekannt, bei der schwundgeregelten Röhre eine Krachbeseitigung
durch Ausnutzung des Gitterstromes zu erzielen. Die Röhre führt nämlich durch Anwendung
einer geeigneten Grundgittervorspannung einen Gitterstrom, welcher den Eingangsschwingungskreis
dämpft. überschreitet die Empfangsspannung einen Schwellenwert, soverlegt die von
der Empfangsspannung erzeugte Schwundregelspannung den Arbeitspunkt der geregelten
Röhre so weit in das Gebiet negativer Gitterspannungen, daß keine Gitterströme
mehr
fließen und die den Empfang schwächende Dämpfung aufhört. Durch die Dämpfung des
Schwingungskreises wird jedoch gleichzeitig die Trennschärfe vermindert.
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Es ist auch bekannt, außer der normalen Schwundregelspannung mit Hilfe
eines zweiten Gleichrichters eine Regelspannung zu erzeugen, welche den umgekehrten
Richtungssinn wie die Schwundregelspannung hat. Durch Ventile wird erreicht, daß
bei zunehmender Empfangsspannung erst die zusätzliche Regelspannung und dann erst
die Schwundregelspannung wirksam wird. Die Erfindung benötigt dagegen keine zusätzlichen
Gleichrichter und Ventile und zugehörigen Schaltelemente.
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Die Erfindung besteht darin, daß an die Steuerelektrode 2 einer Elektronenstrahlröhre
die zu verstärkende Wechselspannung und an die zwischen dieser Steuerelektrode und
der Anode befindliche Beschleunigungselektrode 3 die -positive, bei zunehmender
Empfangsspannung abnehmende oder ansteigende Regelspainung gelegt ist und daß die
Anode 5 zur Erzielung einer Krachbeseitigung - bzw. Schwundregelung so schmal ist,
daß bei fester positiver Spannung an der Anode 5 und wachsender positiver Regelspannung
an der Beschleunigungselektrode 3 ein steigender Anteil des breiter werdenden Elektronenstrahles
an der Anode vorbeigeht und daher die Verstärkung vermindert.
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Die Wirkungsweise soll an Hand des in Abb. : dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden.
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Die im Ouerschnitt gezeichnete, gradlinig ausgespannte Kathode r,
die direkt oder indirekt geheizt werden kann, ist koaxial umgeben von einer zylindrischen
Steuerelektrode 2; die insbesondere ein Gitter sein kann und die einen Längsschlitz
:2a parallel zu der Achse der Kathode besitzt. Weiter ist eine ebene, mit einem
ähnlichen Schlitz 3a versehen-- Beschleunigungselektrode 3 sowie dahinter eine gleichfalls
ebene Schirm- oder Fangelektrode .l. vorgesehen, welche ebenfalls einen Längsschlitz
.Ia enthält. Die Kathode, das Gitter, die Beschleunigungselektrode und die Fangelektrode,
die zusammen den Strahl erzeugen, sind mit ihren Schlitzen so angeordnet, daß im
Betrieb ein schmaler Bandstrahl von Elektronen von der Kathode ausgehend durch die
Schlitze tritt. In dem Strahlweg ist eine als Anode wirkende Elektrode 5 vorgesehen,
welche eine schmale ebene Platte sein kann, aber vorzugsweise wie gezeichnet von
U-förmiger Gestalt ist, wobei die Öffnung der Kathode zugekehrt ist. Hinter der
Anode ist eine zusätzliche ebene Elektrode 6 angeordnet, die, von der Kathode aus
gesehen, einen wesentlich größeren Flächeninhalt besitzt als die Anode. An die Elektroden
sollen beispielsweise folgende Spannungen gelegt werden: An die Kathode o Volt,
an das Steuergitter?- eine schwach negative Vorspannung (zusätzlich der zu verstärkenden
Wechselspannung), an die Beschleunigungselektrode 3 eine zwischen etwa :2o und t5o
Volt veränderbare positive Spannung, o Volt an das Fanggitter -., welches innerhalb
oder außerhalb des umhüllenden Kolbens mit der Kathode verbunden sein kann, an die
Anode 5 eine positive Spannung von t5o Volt und an die zusätzliche Elektrode 6 eine
höhere Spannung.
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Ist die Spannung an der Beschleunigungselektrode 3 niedrig, so ist
der Öffnungswinkel des Strahles klein und auch der gesamte Strahlstrom gering; alle
oder wenigstens fast alle Elektronen werden die Anode 5 erreichen. Wächst die Beschleunigungsspannung,
so nimmt der Strahlstrom erheblich zu und, da auch jetzt noch fast alle Elektronen
die Anode erreichen, wächst auch der Anodenstrom stark an. Beim weiteren Anwachsen
der Beschleunigungsspannung wird aber der Strahl mehr und mehr divergent, so daß
ein Punkt erreicht wird, bei dem der Anodenstrom ein Maximum hat und von dem ab
bei weiterem Anwachsen der Beschleunigungsspannung der Anodenstrom wieder abnimmt,
obwohl der Gesamtstrom des Strahles noch «-eiter wächst. Ein wachsender Anteil der
Strahlelektronen geht jetzt an der Anode 5 vorbei und erreicht die zusätzliche Elektrode
6. Bei hoher Beschleunigungsspannung ist der Strahl so divergent und sein Ouerschnitt
an der Anode so groß, daß nur ein geringer Bruchteil von der Anode aufgenommen wird.
Man kann auf dieseWeise erreichen, daß der Anodenstrom in Abhängigkeit von der Spannung
an der Beschleunigungselektrode tatsächlich eine ziemlich symmetrische Kurve durchläuft
mit einem flachen Maximum und steilen Flanken, wie sie Abb. r zeigt, Der Vorteil
der U-förmigen Gestalt der Anode besteht" darin, daß ein unerwünschter Elektronenverlust
durch Sekundärelektronen vermieden wird. Die Sekundärelektronen könnten sonst zu
der zusätzlichen Elektrode gezogen werden, welche auf einem noch stärker positiven
Potential liegt. Es ist zweckmäßig, die zusätzliche Elektrode so auszuführen, daß
auch sie möglichst wenig Sekundärelektronen aussendet.
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Abb.3 zeigt einen Teil eines einfachen Empfängers, der einen abgestimmten
Eingangskreis, eine nach Abb. z ausgebildete Verstärkerröhre h, und eine übliche,
als Gleichrichter dienende Triode V2 enthält. Die von der Antenne empfangene Schwingung
wird über den abgestimmten Eingangskreis an das Steuergitter der Röhre V1 gelegt,
von deren
Anode 5 die verstärkte Schwingung abgenommen und über
einen weiteren abstimmbaren Kreis und eine Koppelspule dem Steuergitter des Anodengleichrichters
h2 zugeführt wird. Die an der Anode dieser Röhre entstehende niederfrequente Spannung
wird durch einen nicht gezeichneten Niederfrequenzverstärker weiterverstärkt. Die
Beschleunigungselektrode 3 der Elektronenstrahlröhre V:, erhält keine feste Spannung,
sondern eine solche, die in Abhängigkeit von der durch Gleichrichtung entstandenen
Ausgangsspannung des Gleichrichters schwankt. Dies kann im einfachsten Fall dadurch
erreicht werden, daß die Beschleunigungselektrode mit der Gleichrichteranode, wie
gezeichnet, verbunden wird. Diese Verbindung kann die üblichen nicht gezeichneten
Verzögerungs- oder Glättungskreise enthalten, die eine Änderung der Beschleunigungsspannung
im Rhythmus der Niederfrequenz verhindern. Selbstverständlich können auch andere
Gleichrichter verwendet werden.
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Die Anordnung und Bemessung mögen so getroffen sein, daß das Potential
an der Beschleunigungselektrode bei Abwesenheit von Eingangsschwingungen gleich
der Spannung M in Abb. i ist, also größten Anodenstrom und damit größte Verstärkung
der an das Steuergitter :2 gelangenden Schwingungen bewirkt. Bei Empfang eines starken
Trägers steigt der Anodenstrom der Gleichrichterröhre, es sinkt seine Anodenspannung
infolge des größeren Spannungsabfalles am Anodenbelastungswiderstand, damit sinkt
auch die Spannung der Beschleunigungselektrode und der Verstärkungsgrad der Röhre
Vi.
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Die Anordnung kann auch so getroffen werden, daß der Arbeitspunkt
beim Fehlen von Empfangsschwingungen auf den fallenden Ast der Kurve; beispielsweise
auf den Punkt B, gelegt wird. Die größtmögliche Verstärkung wird dann erst bei einer
gewissen Mindestamplitude der Eingangsschwingung erreicht, während sehr schwache
Signale, beispielsweise die bei der Abstimmung zwischen zwei Stationen alleinempfangenen
Störspannungen, weniger verstärkt werden (Krachbeseitigung).
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Die symmetrische Form der Kurve ermöglicht eine Schwundregelung auch
dann, wenn der Sinn der Regelspannung entgegengesetzt ist. So ist es beispielsweise
möglich, statt der Anodenspannung eines Anodengleichrichters die aus dieser durch
Verstärkung in einem Gleichstromverstärker mit einer ungeradem Anzahl von Stufen
verstärkte Regelspannung der Beschleunigungselektrode zuzuführen. Infolge der dadurch
bewirkten Phasenumkehr nimmt die Spannung der Beschleunigungselektrode jetzt mit
wachsender Eingangsspannung zu. Soll in diesem Fall wieder eine Krachbeseitigung
erzielt werden, so ist der Arbeitspunkt der Beschleunigungselektrode (beim Fehlen
der zusätzlichen Regelspannung) auf den Punkt C der Kennlinie zu verlegen. Der gleiche
Richtungssinn der Regelung ergibt sich beispielsweise, wenn zur . Gleichrichtung
eine Binode benutzt wird, in deren Verstärkersystem die in der Diode gewonnene Regelgleichspannung
verstärkt wird, und die Anodenspannung des Verstärkersystems mit der Beschleunigungselektrode
verbunden wird sowie dann, wenn ein Audiongleichrichter Verwendung findet.