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Anordnung zur Überwachung der richtigen Anpassung des Anodenwiderstandes
von Hocht'requenzröhrengeneratoren Um eine möglichst große Leistung aus einem Hochfrequenzröhrengenerator
zu erhalten, muß der Anodenwiderstand der Röhre eine bestimmte Größe besitzen, die
u. a. von der Betriebsspannung und dem Sättigungsstrom der Röhre abhängig ist. Bisher
hat man die richtige Anpassung u. a. durch Messung der hochfrequenten `'Wechselspannung
vorgenommen, doch hat dieses Verfahren den Nachteil, daß jeweils ein anderer Spannungswert
der -Anpassung entspricht, wenn die Höhe der Anodengleichspannung, die Rückkopplung
und das Ankopplunghverhältnis des B^histcingskreises geändert wird.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zur Überwachung cler richtigen
Anpassung cles Anodenwiderstandes eines Hochfrcquenzröhrengenerators, welche von
diesen Mängeln frei ist.
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Gemäß der Erfindung wird eine (er Gitterspannung proportionale und
phasengleiche Wechselspannung über einen Gleichrichter solcher Durchlaßrichtung
mit einem Bruchteil der Gitteranodenspannung in einem Gleichstromanzeigegerät verglichen,
daß die der Gitterspannung phasengleiche Spannung nur dann einen Strom über das
Anzeigegerät schicken kann, wenn sie gegenüber dem Gitter positiver ist als der
erwähnte Bruchteil der Gitteranodenspannung. Die beiden Vergleichsspannungen sind
so zu wählen, daß das Anzeigegerät bei Anpassung des Anodenwiderstandes einen ablesbaren
Wert an sich beliebiger Größe als Sollwert anzeigt. Die Erfindung macht sich die
Tatsache zunutze, daß bei richtiger Anpassung die Anodenwechselspannung ungefähr
bis auf die Höhe der Gitterwechselspannung absinken kann.
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Dieses soll an Hand der folgenden Figuren erläutert werden. In Fig.
r ist mit t eine Hochvakuumröhre eines Hochfrequenzgenerators bezeichnet, welcher
in bekannter Weise über eine Drosselspule 2 die Anodengleichspannung Ea zugeführt
wird. Die Ankopplung des Schwingungskreises, der aus der Iriduktivität 4
und
dem Kondensator 5 besteht, an die Anode erfolgt über einen Kondensator 6. Die Rückkopplung
wird durch eine Spule 7 vorgenommen, die einerseits an das Gitter, andererseits
über einen Ohmschen Widerstand 8 mit Parallelkondensator 9 an die Käthode der Röhre
angeschlossen ist. Der Widerstand mit dem Parallelkondensator dient dazu, beim Einsetzen
der Schwingungen dem Gitter eine negative Gittergleichspannung aufzudrücken.
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Zwischen Anode und Gitter ist ein kapazitiver Spannungsteiler, bestehend
aus den Kondensatoren ii und 12, vorgesehen. Das Potential der Punkte a, b und c
gegenüber der Kathode ist in den Fig. 2, 3 und 4 aufgetragen, und zwar gilt Fig.
2 für den unterspannten Betrieb, Fig. 4 für den überspannten Betrieb, während Fig.
3 die Verhältnisse bei der richtigen Anpassung des Schwingkreiswiderstandes darstellt.
Wie die Fig. 2 erkennen läßt, ist bei unterspanntem Betrieb der Punkt b gegen den
Punkt a stets positiv. Bei richtiger Anpassung (vgl. Fig. 3) sinkt die Spannung
zwischen Punkt b und Punkt a in jeder Periode kurzzeitig etwa auf
Null ab, während bei überspanntem Betrieb (Fig. 4) der Punkt a in jeder Periode
einmal positiver ist als der Punkt b. Fügt man nun, wie aus Fig. i ersichtlich,
beispielsweise mit Hilfe einer Verlängerung io der Rückkopplungsspule 7 eine kleine
der Gitterspannung phasengleiche Spannung ein und vergleicht diese mit der Spannung
a-b, so erreicht man, daß bei richtiger Anpassung in jeder Periode ein entsprechender
positiver Spannungsüberschuß von d gegenüber b
auftritt, da die Spannung
a-d die Spannung a-b überschreitet. Durch das Auftreten einer solchen positiven
Spannung kann also das Erreichen des Anpassungszustandes angezeigt werden. Ein Gleichrichter
13,
vorzugsweise ein Richtleiter, gestattet dabei die Feststellung dieser
positiven Spannung. Er erhält eine solche Durchlaßrichtung, daß er nur dann Strom
führt, wenn die Spannung a-d positiver gegenüber dem Gitter als die Spannung a-b
ist. Ein zwischen den Punkten a und b angeschlossenes hochohmiges Gleichstrommeßgerät
zeigt dabei durch einen Ausschlag diese positive Spannung an. Diese der Gitterspannung
phasengleiche Spannung a-d wird so gewählt, daß bei richtiger Anpassung ein bestimmter
positiver Spannungsüberschuß auftritt, so daß, von einem abweichenden Zustand her
kommend, ein bestimmter Ausschlag des Gerätes die richtige Anpassung anzeigt. In
Fig. 5 sind die Verhältnisse bei Anpassung dargestellt, und der positive Spannungsüberschuß,
der einen Strom im Gerät hervorruft, ist schraffiert. Diese Spannung a-d wird vorzugsweise
experimentell bestimmt.
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Ein derartiges Meßgerät, das an die Punkte a und
b
angeschlossen ist, würde sich auf dem Hochfrequenzpotential des Gitters
befinden. Um zu erreichen, daß das Gerät hochfrequenzspannungsfrei wird, ist im
Ausführungsbeispiel das Gerät 14 einerseits an das dem Gitter abgewendete Ende der
Rückkopplungsspule, andererseits an den Punkt b angeschlossen, wobei in die Verbindungsleitung
des Gerätes mit dem Punkt b eine Spannung eingeführt wird, die gleich der hochfrequenten
Gitterwechselspannung ist. Dies kann man beispielsweise dadurch erreichen, daß die
Rückkopplungsspule als Hohlleiter ausgebildet und die Verbindungsleitung des Gerätes
mit dem Punkt b in diesem Hohlleiter geführt ist.
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Ein praktisches Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 6 in schematischer
Darstellung. An die Anodenzuführung 16 zur Röhre ist über den Kondensator 6 die
zum Hochfrequenzschwingungskreis führende, als Hohlleiter ausgebildete Leitung
17 angeschlossen. An die Gitterdurchführung 18 ist ebenfalls ein Hohlleiter
20 angeschlossen, welcher die Rückkopplungsspule bildet. Der Kondensator ii des
kapazitiven Spannungsteilers der Fig. i wird durch die Kapazität zwischen der Platte
23 und dem Hohlleiter 17 gebildet, während der Kondensator 12 der Fig. i
von dem Wickelkondensator i9 im Innern des Hohlleiters 2o dargestellt wird. Die
eine Belegung dieses Wickelkondensators i9 ist durch eine Öffnung des Hohlleiters
mit der Platte 23 und die andere Belegung mit dem Hohlleiter 20 verbunden. Die Zusatzspannung,
entsprechend der Verlängerung io in Fig, i, wird durch die Windung 21 gebildet,
die einerseits mit dem Hohlleiter 2o verbunden, andererseits durch eine Öffnung
in dem Hohlleiter in diesen eingeführt wird und über den Gleichrichter 13 mit der
gleichen Belegung des Kondensators i9 verbunden ist wie die Platte 23. Von dieser
Belegung geht ferner noch die strichlierte Verbindungsleitung 22 aus, die im Hohlleiter
20 geführt ist. Am Ende des Hohlleiters wird an diesen selbst und an die innere
Verbindungsleitung 22 das Anzeigegerät 14 angeschlossen. Dadurch wird erreicht,
daß am Gerät 14 keine hochfrequente Wechselspannung auftritt.
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Für den praktischen Gebrauch der Anordnung nach der Erfindung muß
diese zunächst geeicht werden. Sie wird hierzu an den Hochfrequenzgenerator, dessen
Anpassung überwacht werden soll, angeschaltet.
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Ist der Generator für einen beliebigen Belastungsfall richtig angepaßt,
was nach einem beliebigen laboratoriumsmäßigen Verfahren in bekannter Weise festgestellt
werden kann, so werden die in der Überwachungsanordnung wirksamen Spannungen so
eingeregelt (bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i beispielsweise durch Änderung
der Verlängerung io der Rückkopplungsspule), daß das Anzeigegerät der Überwachungsanordnung
anspricht und einen ablesbaren Wert an sich beliebiger Größe anzeigt. Dieser Wert,
also die Stärke des über das Anzeigegerät fließenden Stromes, kann sehr klein und
im Grenzfall gerade Null sein; es ist aber zweckmäßig, einen etwas größeren Wert
einzustellen, damit an dem Anzeigegerät nicht nur solche Anpassungsabweichungen
sichtbar werden, bei denen der angezeigte Stromwert steigt, sondern auch solche
Anpassungsabweichungen, bei denen der angezeigte Stromwert sinkt. Der so bei der
Eichung sich einstellende Stromwert dient dann fürderhin als Sollwert für die richtige
Anpassung und kann zweckmäßigerweise auf der Skala des Anzeigegerätes, beispielsweise
durch einen roten Strich, markiert werden.