DE756195C - Dreipunktschaltung zur Erzeugung von Hochfrequenzschwingungen - Google Patents

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)

Patentansprüche:

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 C^mR² 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).

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