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Vorrichtung zum Erzeugen elektrischer Schwingungen hoher Frequenz
Zum Erzeugen elektrischer Schwingungen hoher Frequenz werden bekanntlich einen Schwingungskreis
erregende Vorrichtungen mit einer oder mehreren steuerbaren Gasentladungsröhren,
vorzugsweise Gasentladungsröhren mit Zündelektrode, angewendet, die abwechselnd
durch vorzugsweise itnpulsfö rtnige Zündspannungen gezÜndet werden.
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Bei derartigen Vorrichtungen, die z. B. zur Speisung von Hochfrequenzöfen
angewendet werden können, veranlaßt jede Zündung das Auftreten eines gedämpften
Wellenzuges in dem im ;lusgangskreis liegenden Schwingungskreis.
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Um Änderungen der abgegebenen Leistung möglichst zu verringern, wird
erfindungsgemäß eine mit diesen Änderungen veränderliche Regelspannung zur Regelung
der Zündfrequenz benutzt.
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Ist die Zündfrequenz so hoch gewählt, daß im Schwingungskreis in dem
Augenblick, in dem der folgende Wellenzug einsetzt, noch Schwingungen nicht vernachlässigbarer
Amplitude auftreten, so hängt die Anfangsamplitude dieses Wellenzuges von der Größe
der im Augenblick der Zündung des vorhergehenden Wellenzuges im Ausgangskreis noch
übriggebliebenen Spannung ab, oder, mit anderen Worten, es besteht auch dann ein
bestimmter funktioneller Zusammenhang zwischen der Zündfrequenz und der dem Ausgangskreis
entnehrnbaren Hochfrequenzenergie. Änderungen in der Zündfrequenz oder in der Frequenz
der erzeugten Hochfrequenzschwingungen haben dann sogar einen großen Einfluß auf
die abgegebene Leistung.
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Zwecks Erhaltung der sich mit der abgegebenen Leistung ändernden Regelspannung
kann z. B. eine Spule benutzt werden, die im Feld des
Ausgangskreises
der genannten Vorrichtung angeordnet ist.
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Diese Regelspannung kann auch einem Widerstand entnommen werden, der
im Speisekreis der Gasentladungsröhre liegt. In der Regelspannungsleitung liegt
vorzugsweise ein Abflachfilter.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform werden die periodisch
auftretenden Zündspannungen einem Relaxationsgenerator mit gittergesteuerter Elektronenröhre
entnommen, deren Steuergitter die Regelspannung zur Regelung der Zündfrequenz zugeführt
wird.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. ist.
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Der Generator besteht aus einer Gasentladungsröhre i mit Quecksilberkathode,
in deren Ausgangskreis ein Schwingungskreis 2, 3 liegt, der über eine Spule 4 mit
der Anode der Röhre verbunden ist. Das Vorhandensein der Spule 4, deren Selbstinduktion
etwa ein Fünftel der Selbstinduktion der Spule 3 beträgt, übt eine erhöhende Wirkung
auf die Anfangsspannung der Wellenzüge im Stromkreis 2, 3 aus. Die Kathode der Röhre
besteht aus Quecksilber 5, mit dem eine Zündelektrode 6 zusammen arbeitet. Die Zündung
kann beispielsweise in bekannter Weise kapazitiv erfolgen, und in diesem Fall ist
die Elektrode 6 isoliert in das Quecksilber eingetaucht. Funkzündung ist jedoch
auch möglich.
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Die Zündelektrode 6 ist über einen Widerstand 7 mit der Anode einer
Pentodenröhre 8 verbunden, in deren Anodenkreis eine Spule 9 liegt, die zusammen
mit ihrer Eigenkapazität io auf die Zündfrequenz abgestimmt ist. Dem Steuergitter
der Röhre 8 werden über einen Kondensator 12 mit Ableitungswiderstand 13 negative
Impulse aufgedrückt, die von den periodischen Entladungen eines Kondensators 14
über ein gittergesteuertes Dampf- oder Gasentladungsgefäß 15 herrühren. Der Kondensator
14 wird jedesmal über eine Hochvakuumpentode 16 wiederum aufgeladen, deren Leitfähigkeit
teils unter dein Einfluß der mittels eines Spannungsteilers 18 regelbaren Spannung
am Schirmgitter 17 und teils unter dem Einfluß der Spannung am Steuergitter i9 steht,
die durch den Spannungsverlust in einem in der Kathodenleitung der Röhre i liegenden
Widerstand 2o bedingt ist.
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Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Der Kondensator 14 wird in jeder
Periode über die Röhre 16 finit einer von den Schirmgitter- und Steuergitterspannungen
dieser Röhre abhängigen Stromstärke aufgeladen. Sobald die Durchschlagspannung des
Gas- oder Dampfentladungsgefäßes i 5 erreicht worden ist, entlädt sich der Kondensator
14 über dieses Gefäß, wodurch über den Gitterkondensator 12 dem Steuergitter i i
der.Pentode 8 ein negativer Spannungsimpuls aufgedrückt wird, dessen Dauer dadurch
einstellbar ist, daß der von (lern Produkt der Werte der Elemente 12 und 13 abhängigen
Zeitkonstante der für jeden einzelnen Fall gewünschte Wert gegeben wird. Der' Strom
in der Röhre 8 wird infolgedessen plötzlich einen Augenblick unterbrochen, und hierdurch
wird die Spule 9 zu Schwingungen angeregt. Diese Schwingung wird jedoch sofort durch
die Röhre 8 selbst abgedämpft, sobald letztere nach Beendigung des dem Steuergitter
i i aufgedrückten Impulses wiederum leitend wird. Es hängt also vollkommen von der
Dauer des letztgenannten Impulses ab, wieviel Perioden oder Halbperioden die Schwingung
im Kreis 9, io dauern wird. Jedenfalls ist die erste Halbperiode eine positive,
die, falls dem Steuergitter i i ein Impuls von etwa 2o V aufgedrückt wird, einen
Scheitelwert von io kV und höher erreichen kann und daher unter allen Umständen
zur Zündung der Röhre i ausreicht. Jedesmal, wenn Zündung erfolgt, gerät die Energie
im Stromkreis 2, 3 in Schwingung, wobei der Quecksilberbogen in der Röhre i erlischt,
sobald die Anodenspannung infolge der Schwingung im Stromkreis 2, 3 durch Null geht.
Die Röhre i wirkt somit nicht dämpfend auf den Stromkreis 2, 3, in dem die Energie,
von der Stromkreis- und Belastungsdämpfung abgesehen, frei ausschwingen kann, bis
die Röhre i erneut gezündet wird und das Spiel sich wiederholt.
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Die Zündfreduenz wird nun mittels des Spannungsteilers 18 derart eingestellt,
daß bei Zunahme dieser Frequenz die Spannung am Stromkreis 2, 3 in den Augenblicken,
in denen die Röhre i gezündet wird, gleichfalls zunimmt. Dies geht notwendigerweise
mit einer Zunahme des aus der Speisequelle aufgenommenen Gleichstroms einher, der
unter anderem den Widerstand 2o durchfließt. Die Spannung über diesen Widerstand
wird über ein Abflachfilter mit negativem Vorzeichen an. das Steuergitter i9 angelegt,
so daß der Kondensator i4 langsamer aufgeladen wird und die Zündfrequenz abnimmt.
Der Strom im Widerstand 20 und somit die aufgenommene und daher auch die abgegebene
Leistung werden auf diese Weise selbsttätig innerhalb gewisser Grenzen konstant
gehalten.
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Anstatt dem Steuergitter i9 die vom Abflachfilter herkommende Regelspannung
aufzudrücken, kann an dieses Gitter auch eine Modulationsspannung angelegt werden.
Dies hat dann Modulation der Zündfrequenz zur Folge, die beim Oszillator wiederum
in Amplitudenmodulation der Schwingung im Stromkreis 2, 3 umgesetzt wird.
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Gute Ergebnisse wurden mit einer Schaltung erzielt, in der die Röhren
8, 1.5 und 16 der Type EL 51 bzw. EL 5o bzw. EL f> waren und bei der die nachstehenden
Elemente die folgenden Werte hatten: Spannungsteiler 18 5o ooo Ohm, Kondensator
14 50 ooo pF, Kondensator 12 56oo pF, Ableitungswiderstand 13 1ooo Ohm, Widerstand
7 5ooo Ohm, Widerstand 20 1 Ohm.