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Amplitudenkonstanter, rückgekoppelter Röhrengenerator In vielen Fällen
hat es sich .als notwendig erwiesen, von einem Schwingungserzeuger, insbesondere
von Meßsendern, eine Ausgangsamplitude zu erhalten, welche weitgehend unabhängig
von den im Betriebe vorkommenden Schwankungen der Hilfsspannungen ist. Bei den üblichen
Schwingschaltungen, in denen die Amplitude durch den Gitterstrom der Schwingröhre
oder einen nichtlinearen Widerstand außerhalb der Röhre begrenzt wird', ist die
Ausgangsamplitude meist nicht konstant. Man hat daher versucht, durch Stabilisierung
der Hilfsspannungen diesen Nachteil zu beseitigen.. Man hat auchBegrenzungsvorrichtungen
verwendet, welche die Ausgangsamplitude selbsttätig auf den gewünschten konstanten
Wert regeln. Durch derartige Regelanordnungen, wie z. B'. Heiß-Leiter oder magnetische
Spannungsgleichhalter, ist es möglich, langsame Änderungen der Betriebsspannungen
bis zu einem gewissen Grade auszugleichen, kurzzeitige Spannungsstöße können jedoch
infolge der Trägheit derartiger Begrenzungen auf diese Weise nicht genügend ausgerege'lt
werden.
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Die Erfindung gestattet demgegenüber eine unmittelbare trägheitslose
Stabilisierung der Schwingungsamplitude. Der rückgekoppelte Röhrengenerator, bei
dem eine Gegenkopplung vorgesehen ist, um als Anodenstrom-Gitterspannungs-Kennlinie
eine starke Knickkennlinie zu erhalten, wird dadurch weitgehend amplitudenkonstant
gemacht, daß neben einer möglichst konstanten Gittervorspannung eine zusätzliche,
von den Schwankungen der Anoden-bzw. Schirmgitterspannungsquelle abhängige negative
Vorspannung
des Gitters. der Schwingröhre zur Verwendung kommt, die durch eine von der Anoden-
bzw. Schirmgitterspannungsquelle unmittelbar abgezweigte Teilspannung bewirkt wird
und' so bemessen ist, daß, sie eine weitgehende Unabhängigkeit der Schwingungsamplitude
von Schwankungen der -Anoden- bzw. Schirrngitterspannung squelle herbeiführt.
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Es ist an sich bereits bekannt, in die Kathodenleitung cinerRöhre
einenWiderstand einzuschalten, um auf diese Weis eine negative Vorspannung des Gitters
hervorzurufen. Hierbei ist es- nicht die Anoden bzw. Schi.rmgitterspanntzng selbst,
die eine negative Vorspannung des Gitters hervorruft, vielmehr bewirkt erst der
Anoden- und Schirmgitterstrom einen Spannungsabfall an dem Kathodenwiderstand. Dabei
ist es selbst bei noch so günstiger Bemessung des Kathodenwiderstandes nicht möglich,
eine vollständige Unabhängigkeit der Schwingungsamplitude von Schwankungen der Anoden-bzw.
Schirmgitterspannungsquelle herbeizuführen.
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Weiterhin ist es bereits bekannt, daß man die Lagedes Arbeitspunktes
und die Größe der Rückkopplung bei Kenntnis des Schwinglinienfeldes- so wählen kann,
daß die Schaltung ziemlich unempfindlich wird gegen Änderungen der Betriebsspannung.
Dabei wird jedoch diese Unempfindlichkeit nicht allein durch die Lage,des- Arbeitspunktes
sondern auch durch :die Bemessung der Rückkopplung hervorgerufen, d. h. also, die
Größe der Rückkopplung muß so gewählt sein, daß gerade noch ein Einsetzen der Schwingungen
stattfindet, die Schwingungen sich jedoch nicht zu hoch aufschaukeln. Bei einer
derartig labilen Rückkopplung mit schwachem Schwingungseinsatz genügen .aber gewisse
Veränderungen der Schaltung, um einen Schwingungseinsatz vollständig zu verhindern.
Weiterhin hat eine labile Rückkopplung auch eine schlechte Frequenzkonstanz zur
Folge, die durch die Lage des Arbeitspunktes noch verringert wird, der zwar für
die Konstanthaltung der Schwingungsamplitude günstig gewählt sein mag, jedoch für
die Frequenzkonstanz als nachteilig zu betrachten, ist.
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Demgegenüber wird bei dem Generator nach der Erfindung eine weitgehende
Unabhängigkeit gegen Änderungen der Anoden bzw. Schirmgitterspannung .durch die
Zusammensetzung der Gittervorspannung aus einer stabilisierten .und einer von der
Anodenspannungsquelle abhängigen Spannung erreicht. Die Wirkungsweise des Generators
nach der Erfindung soll an dem in derFigur dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert
werden. Im Gitterkreis 'der Röhre 3 - liegt die Rüclzkopplüngsspu:l,e a; während
der Anodenkreis durch die Spule 3 und den Kondensator ¢ abgestimmt ist. Kathodenseitig
sind zwei Widerstände R1 und r vorgesehen. Durch die Gegenkopplung über .die Widerstände
R1 -I- r wird die Anodenstrom-Gitterspannungs-Kennlinie in eine nahezu ideale Knickkennlinie
umgeformt. Durch starke Gegenkopplung. ist es möglich, den unteren Knick der Kennlinie
sehr scharf zu gestalten. Der Knick liegt etwa bei einer Gittervorspannung Ug
= -D - Utt. Die Steilheit der linearisierten Kennlinie ist bei entsprechend
großer Gegenkopplung nahezu unabhängig von der Röhre.
Wählt man mit der Gittervorspannung Ugl einen Arbeitspunkt oberhalb des Knicks und
koppelt man die Sghwingkreisspannung auf das Gitter zurück, so wird! die selbsterregte
Amplitude am Knick anlaufen und sich auf einen, Wert begrenzen, der vom Rückkopplungsfaktor
und von der Gittervorspannung Ugiabhängt (Voraussetzung ist, daß bei der größten
Gitterspannungsamplitude noch kein merklicher Gitterstrom fließt). Die Amplitude
der Schwingung ist dann nur -noch abhängig von -der Anoden- bzw. Schirmgitterspannung.
Bei Änderungen der Anoden- bzw. Schirrngittersp.annung wird sich der Knick entsprechend
dem Durchgriff D der Röhre verschieben. Eine Unabhängigkeit der Schwingungsamplitude
von diesen Anoden bzw. Schirmgitterspannungsänderungen wird nun dadurch erreicht,
daß in den Gitterkreis eine zu!sätzliche negative Vorspannunb die von der Anodenspannung
bzw. Schirmgitterspannung und dem Durchgriff D der Schwingröhre abhängig ist, eingeführt
wird. Eine derartige zusätzliche negative Vorspannung von der Größe D - U"
kann z. B. dadurch erreicht werden, d'aß ein Spannungsteiler
vorgesehen wird, der die zusätzliche negative Vorspannung in einfacher Weise aus
der Anoden- bzw. Schirmgitterspannung ableitet.
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Auf diese Weise läßt sich also eine weitgehende Unabhängigkeit der
Schwingungsamplitude von Änderungen der Anoden- bzw. Schirmgitterspannungen erzielen,
denn die Konstanthaltung des Rückkopplungsfaktors bereitet keine Schwierig4zeiten
mehr, wenn einkonstanter Anodenwiderstand vorhanden ist, da unabhängig von der Anoden
bzw. Schirmgitterspannung stets derselbe Anodenstrom durchgesteuert wird. Dia auch
Schwankungen der Heizspannung durch starke Gegenkopplung ausgeregelt werden können,
ist es lediglich notwendig, die Gittervorspannung Ug i konstant zu halten. Die Gittervorspannung
läßt sich jedoch am einfachsten von allen Betriebsspannungen konstant halten, da
der Spannungsquelle kein Strom entnommen wird. Durch Verändern dieser Spannung läßt
sich außerdem die Schwingungsamplitude stetig und leistungslos regeln.
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Bei dem Generator nach der Erfindung wird also eine besonders, große Konstanz
ider Amplitude erzielt, wobei als besonderer Vorteil der Regelung das vollkommen
trägheitslose Arbeiten zu betrachten ist. Zusätzlich zu dieser Regelanordnung ist
es aber auch möglich, die durch langzeitige Änderungen bewirkten Amplitudenschwankungen
durch zusätzliche amplitudenbegrenzenrde Mittel, wie z. B. Heißleiter, auszuregeln.