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Schaltung zur Gleichhaltung der Gittervorspannung gitterstromführender
Elektronenröhren Bei Schaltungen mit Elektronenröhren, die im Steuergitterkreis
betriebsmäßig Gitterstrom führen, z. B. bei Leistungsstufen von Sendern und Niederfrequenzgegentaktleistungsverstärkerstufen,
die im B- oder C-Betrieb arbeiten, werden an die Gittervorspannungsquelle besondere
Anforderungen gestellt. Während bestimmter Zeitabschnitte, z. B. bei Telegraphie-
oder Impulstastung während der Tastpausen bzw. bei Telephoniebetrieb während der
Verstärkung kleiner Amplituden, fließt kein Gitterstrom im Steuergitterkreis; die
Gittervorspannungsquelle hat dabei eine Spannung an die Röhre zu liefern, ohne daß
eine Stromentnahme stattfindet. Während der übrigen Zeitabschnitte, z. B. im eingetasteten
Zustand bzw. beim Auftreten größerer Eingangsamplituden im Telephoniebetrieb, fließt
Gitterstrom, dessen Amplitude im Telephoniebetrieb stark mit dem Modulationsgrad
wechselt. Trotzdem soll die Größe der Gittervorspannung während der ganzen Zeit
unverändert bleiben. Der Gitterstrom fließt dabei in solcher Richtung, daß die Röhre
der Gittervorspannungsquelle Leistung zuführt, während gewöhnlich bei der Zusammenschaltung
einer Spannungsquelle und eines Stromverbrauchers eine Leistungsentnahme aus der
Spannungsquelle stattfindet.
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Damit die Gittervorspannungsquelle diesen besonderen Anforderungen
genügen kann, wird sie nach dem derzeitigen Stand der Technik so ausgelegt, daß
sie
die vorgeschriebene Spannung bei einer Strombelastung zu liefern vermag, die größer
ist als der größte tatsächlich auftretende Gitterstrom, und durch einen Widerstand
mit der vollen zulässigen Stromstärke belastet. Der auftretende Gitterstrom bewirkt
eine teilweise Stromentlastung der Gittervorspannungsquelle. Je schärfer die Anforderungen
an die Gleichhaltung der Gittervorspannung sind, desto stärker muß der durch den
genannten Widerstand fließende Vorbelastungsstrom im Vergleich zum Gitterstrom gewählt
werden, damit die vom Gitterstrom verursachte Entlastung nicht zu einer unzulässigen
Erhöhung der Gittervorspannung führt.
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Es sind aber auch Röhrenregelschaltungen bekannt, die zwischen beliebigen
Gleichstromquellen und Gleichstromverbrauchern eingeschaltet werden und die Spannung
der Stromquelle auch bei schwankendem Stromverbrauch weitgehend gleichhalten. Ein
Beispiel für eine solche Röhrenregelschaltung ist in Abb. i dargestellt. An die
Klemmen a, b wird die Stromquelle und an die Klemmen c, d der Verbraucher angeschlossen.
An dem vom Verbraucherstrom durchflossenen Widerstand W1 entsteht ein von der Verbrau(;herstromstärke
abhängiger Spannungsabfall. Dieser wird in der aus der Röhre R1, den Widerständen
WE, WS und der Glimmlampe G bestehenden Gleichspannungsverstärkerstufe verstärkt
und dem Steuergitter der zur Stromquelle parallel geschalteten Regelröhre R2 mit
solcher Polung zugeführt, daß der durch die Regelröhre fließende Querstrom bei zunehmendem
Verbraucherstrom abnimmt und bei abnehmendem Verbraucherstrom zunimmt. Die Stärke
des im Ruhezustand durch die Regelröhre R2 fließenden Querstromes wird durch die
Brennspannung der Glimmlampe G und den eingestellten Wert des Widerstandes W, bestimmt.
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Die Einstellung des durch die Regelröhre fließenden Querstromes wird
bei den bisher üblichen Anwendungen der Regelschaltung mit einer Stromquelle und
einem Stromverbraucher so getroffen, daß er den höchst zulässigen Wert hat, sobald
kein Verbraucherstrom fließt, während der Widerstand W1 so bemessen wird, daß der
der Stromquelle entnommene Strom bei allen Werten des Verbraucherstromes gleichbleibt.
Die Ergiebigkeit der Stromquelle muß dabei so bemessen werden, daß sie dauernd den
vollen durch die Regelröhre fließenden Querstrom der Regelröhre zu liefern vermag.
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Wenn der Verbraucher durch die Steuergitterkathodenstrecke einer gitterstromführenden
Röhre S gebildet wird, führt die angegebene Bemessung der Schaltungsteile nicht
mehr zum Ziel, weil in diesem Fall der Verbraucher selbst eine Stromquelle ist.
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Die vorliegende Erfindung hat eine in solcher Weise abgeänderte Bemessung
von Regelschaltungen, in denen eine Regelröhre zur Stromquelle parallelgeschaltet
ist, zum Ziel, daß diese trotz schwankender Gitterstromstärke zur Abgabe einer Gitterspannung
von gleichbleibender Größe befähigt werden. Gemäß der Erfindung wird eine solche
Schaltung und für ihre Teile eine solche Bemessung gewählt, daß bei fehlendem Gitterstrom
der durch die Regelröhre fließende Querstrom schwach ist im Vergleich zum maximal
für die Röhre zulässigen Strom und mit dem Gitterstrom zunimmt, und außerdem wird
die Gittervorspannungsquelle für eine im Vergleich zur größten betriebsmäßig auftretenden
Gitterstromstärke kleine Strombelastung ausgelegt. Infolge der angegebenen Bemessung
bewältigt die Schaltung eine doppelte Aufgabe: Im Bereich kleiner Querströme regelt
sie die von der Gittervorspannungsquelle abgegebene Leistung und im Bereich größerer
Querströme die von der Gitterkathodenstrecke abgegebene Leistung im Sinne einer
Gleichhaltung der an der Röhre liegenden Gittervorspannung. Da die Stromergiebigkeit
der Gittervorspannungsquelle nicht mehr ein Vielfaches der größtmöglichen Gitterstromstärke
zu betragen braucht wie bisher, sondern nur mehr einen Bruchteil derselben, sind
die Kosten für die Anschaffung und den Betrieb dieser Stromquelle um soviel geringer,
daß dadurch der Aufwand für die Regeleinrichtung im allgemeinen mindestens aufgewogen
wird, während hinsichtlich der Güte der Spannungsgleichhaltung eine eindeutige Überlegenheit
zu verzeichnen ist.
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Bei der Schaltung der Abb. i wird die erfindungsgemäße Wirkung dadurch
erzielt, daß die Brennspannung der Glimmlampe G und die Einstellung des Widerstandes
W2 so gewählt werden, daß der durch die Röhre R2 bei fehlendem Gitterstrom fließende
Strom klein gegenüber dem maximal für sie zulässigen Strom ist und daß die an die
Klemmen a, b angeschlossene Gittervorspannungsquelle U6 für eine Strombelastung
ausgelegt ist, die klein ist- gegenüber dem maximalen Gitterstrom.
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Andere Beispiele für die Ausführung des Erfindungsgedankens sind in
der Abb. 2 und 3 schematisch dargestellt. Auch bei diesen liegt die Regelröhre R
mit der Anodenkathodenstrecke paiallel zur Gittervorspannungsquelle U6. Der Gitterstrom
der Betriebsröhre erzeugt bei Abb. 2 am Widerstand W, bei Abb. 3 am inneren Widerstand
der Gittervorspannungsquelle einen Spannungsabfall, welcher über eine Gleichspannungsverschiebung
durch eine Batterie (Abb. 2) oder eine Glimmlampe (Abb. 3) am Gitter der Regelröhre
R eine Beeinflussung des in ihr fließenden Stroms im gewünschten Sinne ergibt. Auch
bei diesen Schaltungen hat erfindungsgemäß die Einstellung des ohne Gitterstrom
in der Röhre R fließenden Stroms auf einen Wert zu erfolgen, der klein ist gegenüber
dem maximal in der Röhre zulässigen Strom, und die Auslegung der Gittervorspannungsquelle
auf eine Stromstärke, die klein ist gegenüber dem maximalen Gitterstrom.
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1 Die angegebenen Schaltungen sind lediglich als Beispiel zu betrachten,
da der Erfindungsgedanke sich in allen Fällen mit Vorteil anwenden läßt, in denen
eine Regelröhre parallel zu einer Gittervorspannungsquelle liegt.