DE836667C - Elektronenroehrenschaltung zur Umkehrung der Phase hochfrequenter Spannungen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Elektronenröhrenschaltungen und -anordnungen zur Umkehrung der Phase von Hochfrequenzspannungen, und zwar auf solche Anordnungen, bei welchen zwei Kreise, deren Ausgangsseiten gegenphasig miteinander verbunden sind oder zusammenwirken, jeweils mindestens einen Elektronenröhrenentladungszweig aufweisen, über den die Hochfrequenz zur Ausgangsseite geleitet wird, während

ίο eine Schaltspannung dazu benutzt wird, um die Leitfähigkeiten der erwähnten Kreise derart zu steuern, daß bei positiven Halbwellen der Schaltspannung nur ein Kreis, und bei negativen Halbwellen dieser Spannung nur der andere Kreis leitfähig ist.

Obgleich die Erfindung in ihrer Anwendbarkeit hierauf nicht beschränkt ist, eignet sie sich doch besonders gut für die allgemein bekannte, sog. Kardioiden-Umtastung von Funkpeilern, bei welchen die Ausgangsseite einer auf die Senderrichtung einstellbaren Rahmenantenne oder äquivalenten Einrichtung periodisch in der Phase umgekehrt und mit der Ausgangsseite einer offenen Antenne oder ihrem Äquivalent zum Zusammenwirken gebracht wird. Die Erfindung ist jedoch in gleicher Weise in jedem anderen Falle anwendbar, in welchem man die Phase einer Hochfrequenzspannungswelle periodisch und rasch umkehren muß.

Die Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung verschiedener Ausführungs-

beispieie zu entnehmen, die auf den Zeichnungen im Schema veranschaulicht werden, wobei Abb. ι ein vereinfachtes Schaltbild einer bekannten ElektroiK'iiröhrenschaltung wiedergibt, wahrend Abb. 2 ein vereinfachtes Schaltschema einer besonders /.weckmäßigen Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht und schließlich Abb. 3 ebenfalls in Schemadarstellung, indessen mit mehr Einzelheiten, eine Ausführungsform der Erfindung entsprechend jener der Abb. 2 zeigt. Wo immer möglich und angebracht, sind gleiche Bezugszeichen für gleiche Begriffe und Teile verwendet worden.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst an Hand der Abb. 1 eine bekannte Schaltanordnung erläutert, die üblicherweise für Peiler mit Kardioidenumtastung verwendet wird. Bei diesem Schaltkreis wird die Hochfrequenz von der nicht veranschaulichten Rahmenantenne od. dgl. dem Abstimmkreis 1 zugeführt, von wo sie über Kondensatoren 2, 3 zu den Steuergittern CG 1, CG 2 der beiden Röhren V 1, V 2 gelangt, deren Kathoden C 1, C 2 miteinander und mit der Erde verbunden sind. Die Anoden A ι, A 2 der Röhren V i, V 2 sind an einander gegenüberliegende linden der mit Mittelabgriff versehenen Primärwicklung 4 eines Transformators gelegt, dessen in an sich bekannter Art abgestimmte Sekundärwicklung 5 die mit Anschlußklemmen ausgestattete Ausgangsseite speist. Eine Schaltwechselspannung wird den Anschlüssen 6 zwischen den Steuergittern CGi, CG 2 zugeführt und Hegt über Widerstände 7, 8 an den Gittern CG 1 und CG 2. Die Amplitude dieser Schaltspannung reicht aus, um die Röhren Vi. V 2 abwechselnd leitfähig zu machen, und zwar die eine Röhre während der negativen Halbwellen und die andere während der positiven Halbwellen, wobei zu jeder dieser Zeiten die eine Röhre in Betrieb steht, die andere aber abgeschaltet ist. Da die Ausgangsseiten der Röhren V 1 und /■' 2 im Gegentakt oder in Opposition zueinander geschaltet sind, so leuchtet ein, daß sich die Hochfrequenzausgangsspannung jede Halbperiode der Schaltspannung in der Phase umkehrt.

Ks ist dabei zu berücksichtigen, daß das Fehlen von Ausgleich zwischen den beiden Röhren Vi, V 2 in vielen Fällen mehr oder weniger ernste Nachteile heraufbeschwören kann. Bei Kardioidenpeilsystemcn, wo die gesamte Eingangsleistung, die dem Kreis 1 zugeführt wird, der auf den Sendeort einstellbaren Antenne entnommen wird und gleich XuIl ist, wenn die Antenne entsprechend ausgerichtet ist, hat das Fehlen des Ausgleiches zwischen den Röhren V 1 und V 2 offensichtlich nichts auf sich, weil bei der Peilstellung der Antenne kein Zeichen gegeben wird. Im praktischen Betrieb läßt sich indessen eine Stellung mit tatsächlichem Zeichennullwert oft nicht verwirklichen, wegen Schaltungs- und anderen Geräuschen, besonders bei schwachen oder leisen Zeichen oder Signalen, und in solchen Fällen wird das Fehlen von Ausgleich zwischen den Röhren V 1 und V 2 Veranlassung dazu geben, daß das Geräusch mit der j Schaltfrequenz moduliert wird und die Ausgangs- j leistung eine Modulationskomponente enthält, welche Richtanzeigefehler hervorruft, da Sie einer Fehlweisung äquivalent ist. Da beim Kreis nach der Abb. 1 die \^erwirklichung des Ausgleiches von übereinstimmenden Röhrenkennlinien abhängt, so unterliegt der betreffende Kreis Fehlerquellen, es sei denn, daß für Abgleich und Anpassung der zusammengeschalteten Röhren gesorgt wird, ehe die Richtungen ermittelt werden; aber dies ist im. Hinblick auf dadurch hervorgerufene andere Möglichkeiten von Irrtümern der Bedienungsperson offensichtlich unzweckmäßig.

Die vorliegende Erfindung ist nun darauf gerichtet, die aufgezeigten Nachteile durch Verbesserung der in Abb. 1 veranschaulichten Schaltung zu vermeiden, indem diese für Selbstausgleich oder für einen den praktischen Erfordernissen genügenden ungefähren Selbstausgleich ausgestaltet wird.

Erfindungsgemäß werden· die Schaltspannung und die Hochfrequenzspannung an jeweils verschiedene Steuerelektroden der Elektronenröhren angelegt, die von der Schaltspannung abwechselnd leitfähig gemacht werden sollen, und die Röhrenkreise weisen eine Rückkopplungsimpedanz auf, die beiden gemeinsam ist und Ausgleich der hindurchfließenden Ströme zu bewirken sucht.

Vorzugsweise finden Röhren mit drei Gittern Verwendung, von denen eines die Hochfrequenzeingangsleistung und ein anderes die Schalteingangsleistung aufnimmt. Von besonderem Vorteil sind Pentoden oder Hexoden, wobei die Hochfrequenz dem ersten und die Schaltfrequenz dem dritten Gitter zugeleitet wird.

Abb. 2 stellt ein vereinfachtes Schaltschema einer vorzugsweisen Ausführungsform dar. Aus dem Vergleich der Abb. 1 und 2 ist ersichtlich, daß die Hauptunterschiede darin bestehen, daß bei der zweitgenannten Abbildung die Röhren Pentoden sind und die aus dem Kreis 1 stammende Hochfrequenzeingangsleistung dem ersten Steuergitter CG ι zugeführt wird; das Steuergitter CG 2 erhält seine Spannung durch Rückspeise- oder Rückkopplungseffekt, während die Kathoden C 1, C 2 miteinander und mit Erde über eine gemeinsame Rückkopplungsimpedanz 9 verbunden sind, die ein Wirk- oder Blindwiderstand sein kann. Die Schaltspannung wird von Anschlüssen 6 den Gittern SP 1, SP 2 zugeführt. Die Schirmgitter Si, S 2 werden in üblicher Weise positiv vorgespannt, während die Anoden A 1 und A 2 zusammengeschaltet und mit der Primärwicklung 4 verbunden sind, die hier aber einen Mittelabgriff nicht aufweist.

Eine einfache Untersuchung zeigt, daß die Wirkung der Rückkopplungsimpedanz 9 dahin geht, die Kathodenströme der beiden Röhren einander anzugleichen.
So ist

h = Si

(i)

wobei I₁ der durch die Röhre V 1 , fließende Kathodenstrom, e_g die Steuergitterkathodenspan-

g an der Röhre V ι und ^₁ die wechselnde Leitfähigkeit bzw. der sich ändernde Leitwert der Röhre V ι ist, wenn nur Änderungen von Strom und Spannung berücksichtigt werden.
Ferner gilt

e_c = Z_c

(2)

Hier bedeutet U₂ den Strom durch die Röhre V 2, und e_c die an der Impedanz Z_c des Elementes g herrschende Spannung.

Entsprechend besteht die Beziehung

H = —g-2 e_c, (3)

wenn mit g₂ der wechselnde Leitwert der Röhre Vz bezeichnet wird.

Hieraus folgt durch Substitution

i, = —g, Z_c (t,

Si ^eg

+ ■

so daß, wenn, wie es in der Praxis der Fall ist, So ^c g^eS^en die Einheit, d. h. gegen i, sehr groß ist,

wird.

Es ist dabei zu bemerken, daß, obwohl die Rückspeise- oder Rückkopplungswirkung die Kathodenströme einander gleich und entgegengesetzt bezüglieh der Richtung macht, die Anodenströme ebenfalls einander gleich und in der Richtung entgegengesetzt zueinander nur werden, wenn das Verhältnis des Schirmgitterstromes zum Anodenstrom für beide Röhren einander gleich ist. Im praktischen Betrieb führt dies jedoch zu keinen Schwierigkeiten, da das betreffende Verhältnis für verschiedene Ausführungsarten derselben Röhrentype nahezu ausreichend das gleiche ist und sogar noch ziemlich konstant bleibt, wenn der Elektronenstrom gegen Null geht. In jedem Fall beträgt der Schirmgitterstrom nur etwa ein Viertel des Anodenstromes, so daß die Anwendung der vorliegenden Erfindung zu einer sehr wesentlichen Verbesserung führt, die praktisch einen Stromausgleich unter oder bis auf 10 °/o über einen sehr breiten Variationsbereich, damit also auch Gleichheit der Röhrencharakteristiken gewährleistet, mehr als man wahrscheinlich jemals bei Röhren derselben Type antreffen würde. Die Tatsache, daß die Ströme I₁ und z., entgegengesetzte Phase haben, macht eine unterteilte Primärwicklung 4 für den abgestimmten Ausgangskreis entbehrlich.

Abb. 3, deren Offenbarungen zum großen Teil aus der Darstellung hervorgehen, veranschaulicht mit mehr Einzelheiten einen bevorzugten Schaltkreis, in welchem die Dimensionsgrößen bei den verschiedenen Elementen zum Teil vermerkt sind, und zwar entweder in Ohm oder Mikrofarad. Die Wirkwiderstände RS 1, RS 2 sind dabei vorgesehen, um die Wirkung des dritten Gitters während der positiven Halbwellen der angelegten Schaltspannung zu begrenzen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektronenröhrenschaltanordnung zur Umkehrung der Phase hochfrequenter Spannungen unter Benutzung zweier Elektronenröhren, die im Takte einer Schaltwechselspannung wechselweise für die Hochfrequenzspannungen durchlässig gemacht und deren Ausgangsseiten miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltspannung und die Hochfrequenzspannung an voneinander verschiedene Steuerelektroden der Elektronenröhren gelegt sind, und daß die Röhrenkreise eine Rückkopplungsimpedanz aufweisen, die beiden gemeinsam ist und Abgleichung oder Gleichheit der hindurchfließenden Ströme zu bewirken sucht.

2. Elektronenröhrenschaltanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Vielgitterelektronenröhren, denen die Hochfrequenz und die Schaltfrequenz an unterschiedlichen Gittern zugeführt sind.

3. Elektronenröhrenschaltanordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von Pentoden oder Hexoden, bei denen die Hochfrequenz dem ersten und die Schaltfrequenz dem dritten Gitter zugeführt werden.

4. Elektronenröhrenschaltanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein begrenzender Widerstand in dem Schaltspannungskreis für jedes dritte Gitter vorgesehen ist.

5. Elektronenröhrenschaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungsimpedanz in einer gemeinsamen Kathodenleitung beider Elektronenröhren angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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