DE756195C - Dreipunktschaltung zur Erzeugung von Hochfrequenzschwingungen - Google Patents
Dreipunktschaltung zur Erzeugung von HochfrequenzschwingungenInfo
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- H03F—AMPLIFIERS
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Description
Die Erfindung betrifft eine Röhrenschaltung . zur Erzeugung von Hochfrequenzschwingungen,
bei welcher eine Rückkopplung durch Kopplung des abgestimmten xAaisgangskreises
mit dem Eingangskreis hervorgebracht wird.
Es ist bekannt, zwecks Unterdrückung einer ungewünschten Schwingung in einem
Röhrensender Kondensatoren, ' Selbstinduktionen auf die ungewünschte Frequenz abgestimmte
Kreise oder Widerstände zuzuschalten", welche an der Erregung der gewünschten
Welle unbeteiligt sind und die Rückkopplungsverhältnisse für die ungewünschte
Schwingung ungünstiger gestalten; insbesondere sollte parallel zur Gitter-Kathoden-Strecke
einer in Dreipunktschaltung arbeitenden Röhre ein Kondensator und in die Gitterzulei'tung eine Selbstinduktion eingeschaltet werden. Ferner ist ein rückgekoppelter
Röhrengenerator bekannt, in dessen Anodeinkreis zwei voneinander getrennte, mit dem Gitfcerkreis gekoppelte Kopplungskreise
liegen, von denen der eine einen regelbaren Widerstand enthält und eine mit dem Anodenstrom
gleichphasige Rückkopplungsspannung erzeugt, während der andere aus einem abgestimmten
Siebkreis besteht und eine gegenphasiige Rückkopplungsspannung hervorbringt.
Schließlich ist eine in Dreipunkt-
schaltung· arbeitende Oszillaitorschaltung bekannt,
die im Kathodenkreis einen mit einem Kondensator für die Betriebswelle kurzgeschlossenen
Widerstand enthält, um ein festes Verhältnis der Gitter- und Anodengleichspannungsänderungen
zu erzielen, und den Anodengleichstrom über eine nicht näher beschriebene Impedanz zugeführt erhält.
Gegenstand der Erfindung ist eine Dreipunktschaltung
zur Erzeugung hochfrequenter Schwingungen, in welcher zur Frequenzstabilisierung
eine Gegenkopplung angewendet wird; in einer solchen Schaltung wird erfindungsgemäß zwischen dem Abgriff des
frequenzbestimmenden Schwingungskreises und der Kathode oder einem für die Hochfrequenz
Kathodenpotential führenden Punkt ein Ohmscher Widerstand eingeschaltet, dessen etwa vorhandene Kapazität oder Ind.uktivität
kompensiert ist und der eine Gegenkopplung bewirkt und so bemessen ist, daß
der Einfluß von Speisespannungsschwankungen auf die Frequenz der erzeugten Schwingungen geringer ist als ohne diesen
Widerstand.
Durch die Erfindung wird eine bessere Frequenzkonstanz erzielt, obwohl gewöhnliche
abgestimmte Kreise mit Spulen von normaler Dämpfung benutzt werden. Die
Frequenz ist insbesondere unempfindlich gegen Änderungen der Betriebsspannungen,
gegen Alterung der Elektronenröhre und gegen Oberwellen, welche in der Röhre erzeugt
werden.
Mit dem Ausdruck Ohmisch, der hier in Verbindung mit den gegenkoppelnden Mitteln
benutzt wird, ist gemeint, daß der Strom durch diese Impedanz praktisch in Phase mit
der Spannung, welche an dieser Impedanz liegt, ist und daß das Verhältnis zwischen
Strom und Spannung im wesentlichen unabhängigvon der Frequenz ist.
Im folgenden sollen einige Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Abbildungen
erläutert werden. In Abb. 1 ist die Anode 2 einer Dreielektrodenröhre 1 über
einen auf die gewünschte Frequenz abgestimmten Parallelresonanzkreis und einen in
Reihe dazu liegenden Kopplungskondensator 4 mit dem Steuergitter 3 verbunden. Das Steuergitter
3 ist mit der Kathode 5 durch einen Gitterablekwiderstand 6 verbunden. Der abgestimmte
Kreis besteht im vorliegenden Beispiel aus einer Induktivität 7, welche zu einem festen Kondensator 8 und einem abstimmbaren
Kondensator 9 parallel geschaltet ist.. Die Röhre ι ist eine indirekt geheizte
Triode, . deren Heizkörper 10 von einer Quellen über einen Widerstand 12 gespeist
wird. Wenn der Abgriffpunkt 13 an der Induktivität 7 des abgestimmten Kreises \
lediglich über die Anodenspannungsquelle 14, welche mit dem üblichen Kondensator 15
überbrückt ist, mit der Kathode 5 verbunden wäre, so hätte man einen bekannten Schwingungserzeuger
mit den bekannten Mängeln der Frequenzinstabilität vor sich. Gemäß der Erfindung ist ein Widerstand 16 in die Leitung
zwischen dem Abgriffpunkt 13 und der Kathode 5 eingeschaltet. Dieser Widerstand
16 erzeugt eine Ohmische Gegenkopplung, und sein Vorhandensein ermöglicht es, daß das
Steuergitter 3 sehr eng mit dem abgestimmten Kreis 7, 8, 9 gekoppelt werden kann,
wie es für die Frequenzstabilisierung wünschenswert ist. Gleichzeitig wird dadurch
die Erzeugung von Oberwellen stark vermindert. Die Kreise V in der Abb. 1 !»zeichnen
Spannungsmesser.
In einer praktischen Ausführung der be^
schriebenen Schaltung wurde zur Erzeugung einer Frequenz von 80 kHz eine Röhre benutzt,
welche im Handel unter der Bezeichnung Marconi MH 4 erhältlich ist. Der abgestimmte· Kreis bestand aus einer Induktivität
7 von 20O1MHy, welche durch eine gesamte
Kapazität (einschließlich Streukapazität) von etwa 0,02 /<F überbrückt war. Der
Widerstand 16, durch welchen die Gegenkopplung hergestellt wird, hatte 1000 Ohm.
Schaltungen, wie sie soeben beschrieben wurden, sind experimentell untersucht worden
bei Frequenzen von 80 kHz, 320 kHz und 560 kHz, und es wurde dabei eine bemerkenswert
geringe Abhängigkeit der Frequenz von Spannungsänderungen beobachtet; z. B. wurde
bei 80 kHz durch Vergrößern der Anodenspannung von 115 bis auf 237 Volt eine Erhöhung
der Frequenz um 2 · IO"8 hervorgerufen,
während eine Änderung der Heizspannung von 2,5 auf 4,42 Volt (normale Heizspannung gleich 4 Volt) ein Ansteigen
der Frequenz um 16 · io~6 hervorrief. Bei
320 kHz verursachte eine Änderung der Anodenspannung um ± ii°/o. Frequenzänderungen
um —0,8 bzw. +4,5 · io~e,
Änderungen der Heizspannung von ± 10% Frequenzänderungen um ± 0,6 · 1O-8. In
diesem Zusammenhang1 sei noch erwähnt, daß
die Frequenzänderungen, welche durch Änderung der Anodenspannung entstehen, die umgekehrte
Richtung haben als die, welche durch Änderung der Heizspannung entstehen. Wenn beide Spannungen der gleichen Stromquelle
entnommen werden, wird also ein noch höherer Grad von Konstanz erzieltt, da die
von Spannungsänderungen herrührenden Frequenzabweichungen einander teilweise aufheben.
Bei 560 kHz bewirkte eine Änderung der iao Anodenspannung um ± 12% eine Änderung
der Frequenz um ± 5 · io~β und eine
Änderung1 der Heizspannung um + 10% eine
Frequenzänderung um etwa + 4 · ΐο~6. Die
Ohmsche negative Rückkopplung bewirkt eine Verminderung1 des Oberwellengehaltes i
und insbesondere eine Unterdrückung solcher , Oberwellen, deren Phasenbeziehungen zum ι
Anodenstrom der Röhre Störungen' der Fre- ■ quenz verursachen wurden. Frequenzände- :
rangen, welche auf Gitters'trom beruhen, sind durch die enge Kopplung zwischen dem abgestimmten
Kreis und dem Gitter erheblich vermindert. Aus dem gleichen Grund sind ,
auch Frequenzänderungen, welche durch die ' Änderung der Zwischenelektrodenkapazität
der Röhre entstehen können, geringer.
Bei der in Abb. 2 gezeigten Abänderung :
der Schaltung ist die Kapazität des abgestimmten Kreises in zwei in Reihe liegende i
Kapazitäten 17 und 18 aufgeteilt, und an ι
Stelle des Abgriffpunktes 13 an der Induk- ;
tivität 7 ist der Abgriff an dem Punkt 13' zwischen den beiden Kondensatoren 17 und
18 angebrachte Die Anodenspannung wird in der Schaltung gemäß Abb. 2 über eine Spule ;
as 19 der Anode zugeführt.
In manchen Fällen, besonders bei sehr hohen Frequenzen, ist eine· verteilte Kapazität
an dem Gegenkopplungswiderstand nicht zu vermeiden, und diese bewirkt, daß der Widerstand nicht rein Ohmische Eigenschaften
besitzt. In diesem Fall kann die Schaltung gemäß einem der vorher beschriebenen Ausführungsbeispiele derart vervoll- ■
ständilgt werden, daß eine Induktivität in Reihe mit dem Widerstand geschaltet wird,
welche den Wert Ci?2 besitzt, wobei C die
verteilte Kapazität des Widerstandes und R den Wert des.Widerstandes bedeutet. Abb. 3
zeigt diese Abänderung bei einer Schaltung gemäß Abb. 1. Hier ist 20 die erwähnte
Reiheninduktivität, und der punktiert gezeichnete Kondensator 21 stellt die verteilte Kapazität
' am Widerstand 16 dar. Eine solche Reihenschaltung der Induktivität 20 mit dem
Widerstand 16 und seiner verteilten Parallelkapazitiät
21 wirkt wie ein reiner Wirkwiderstand für alle Frequenzen, bei denen P2C2R2
vernachlässigbar gegen Eins ist (p/2 π = Frequenz).
Eine sinngemäße Abänderung kann man vornehmen, wenn der Widerstand eine unerwünscht
große Induktivität besitzt (diese Schwierigkeit tritt im wesentlichen bei niedrigen
Frequenzen auf). In diesem Fall be- !
nutzt man ein Netzwerk, welches aus zwei ! parallelen Zweigen zusammengesetzt ist, von
denen der eine die Reihenschaltung einer : Induktivität und eines Widerstandes und der I
andere die Reihenschaltung einer Kapazität :
und eines Widerstandes darstellt. Dieses zusammengesetzte
Netzwerk tritt dann an Stelle des Widerstandes 16. Abb. 4 zeigt die Schaltung
gemäß Abb. 1 in dieser Weise abgeändert. Das Netzwerk, welches^ an Stelle des
Widerstandes 16 tritt, besteht aus dem Reihenglied, das aus dem Widerstand 22 und der
Induktivität 23 zusamtnengesetzit ist, und
einem dazu parallel geschalteten Reihenglied, das aus dem Widerstand 24 und der Kapazität·
25 besteht.
In den dargestellten Beispielen ist die enge Kopplung mit! dem Gitter 3 durch die Kapazität
des Kopplungskondensators 4 bestimmt, welcher für die Betriebsfrequenz eine niedrige
Impedanz besitzen soll, während die Kopplung von Anode und Gitter mit dem abgestimmten
Kreis so zu wählen ist, daß Raumladungsänderungen in der Röhre keinen Einfluß
auf die erzeugte Frequenz haben.
Claims (3)
1. Dreipunktschaltung zur Erzeugung von Hochfrequenzschwingungen, bei welcher
· zur Frequenzstabilisierung eine Gegenkopplung angewendet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Abgriff
des frequenzbestimmenden Schwingungskreises und der Kathode oder einem für
die Hochfrequenz Kathodenpotential führenden Punkt ein Ohmscher Widerstand eingeschaltet ist, dessen etwa vorhandene
Kapazität oder Induktivität kompensiert ist und der eine Gegenkopplung
bewirkt und so bemessen ist, daß der Einfluß von Speisespannungsschwankungen
auf die Frequenz der erzeugten Schwingungen geringer ist als ohne diesen Widerstand.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompen1-sation
der Wirkung der verteilten Kapazität (21) des Widerstandes (16) mit dem
Widerstand eine Induktivität (20) von dem Wert CmR2 in Reihe geschaltet ist,
wobei C die Größe der verteilten Kapazität und R die Größe des Widerstandes
bedeutet (Abb. 3).
3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ohmsche Widerstand
(16) ersetzt ist durch ein aus zwei parallel geschalteten Zweigen bestehendes
Netzwerk, von dem der eine Zweig aus einer Reihenschaltung eines Widerstandes (22) mit einer Induktivität (23) und der
andere Zweig aus einer Reihenschaltung eines Widerstandes (24) und mit einer
Kapazität (25) besteht (Abb. 4).
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
0 5051 5.52
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Family Applications (1)
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NL64009C (de) * | 1944-02-15 | 1949-09-15 | ||
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US2225897A (en) | 1940-12-24 |
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