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Siemens & Halske Aktiengesellschaft, Berlin und München Die Erfindung
betrifft einen rückgekoppelten Röhrengenerator; bei dem in den geschlossenen Rückkopplungsweg
ein zusätzliches Glied eingeschaltet ist, dessen Dämpfungsmaß vori der Wechselstromamplitude
(Pegel) abhängt. Die Schwingungsamplitude eines rückgekoppelten Röhrengenerators
wird im eingeschwungenen Zustand durch die Krümmung der Rährenkennlinie begrenzt.
Es ist bekannt, daß dadurch ein verhältnismäßig großer Klirrfaktor bedingt wird.
Um denselben zu vermeiden, hat man sich daher bemüht, die Rückkopplungsspannung
klein zu halten, und dies z. B. durch Dämpfungsglieder im Rückkopplungsweg erreicht,
so daß nur der- geradlinige Teil der Röhr enkennlinie ausgenutzt wurde. Eine solche
Begrenzung der Rückkopplung arbeitet jedoch sehr labil, da bei zu starker Dämpfung
die Schwingungen leicht abreißen können und bei zu geringer Dämpfung wieder eine
Aussteuerung der Röhre über den geradlinigen Teil der Kennlinie hinaus erfolgt.
Eine einwandfreie Begrenzung läßt sich nur durch eine selbsttätige Rückkopplungsregelung
vornehmen.
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Mit Rücksicht auf eine möglichst weitgehende Verminderung des Klirrfaktors
und zur Erzielung einer hohen Konstanz der erzeugten Schwingungen sind folgende
Forderungen an die Regelung zu stellen: r. Mit steigender Amplitude der erzeugten
Schwingungen soll die Rückkopplung des Generators verringert werden. u. Die Abhängigkeit
der Rückkopplung von der Amplitude ist möglichst steil zu gestalten, damit bei schwankenden
Betriebs
--und Belastungsverhältnissen die .abgegebene Spannung
praktisch konstant bleibt. 3. Zur Er-' zielüng einer ausreichenden .Stabilität der
Schwingungen soll die Regelung bei plötzlicher Amplitudenänderung sofort beginnen
und langsam durchgeführt werden. g.. Um einen möglichst wirtschaftlichen, Aufbau
zu -erhalten, ist ein kleiner Energieverbrauch der für die Regelung benutzten Schaltelemente
Voraussetzung: 5. Da durch die Regel-- einrichtung in --erster Linie der Klirrfaktor
gemindert werden soll, ist es selbstverständlich; daß die Regeleinrichtung selbst
leinen zusätzlichen Klirrfaktor hervorrufen -darf: ` Es ist bereits bei Verstärkern
bekamitin den Übertragungsgliedern zwischen zwei Röhrenstufen einen nichtlinearen
Widerstand anzuordnen: Durch diesen Widerstand, der einen positivenTemperaturköeffizienten
besitzen soll und z. B. durch eine Glühlampe gebildet sein kann, soll bei der bekannten
Anordnung erreicht werden, den Verstärkungsgrad der Verstärkeranordnung den 'zu
dem Eingang des: Verstärkers gelangenden bald niedrigen, bald höherenWechselspannungen
jeweils selbsttätig anzupassen.` Da bei der bekannten Anordnung ein Widerstand mit
pösitivemTemperaturkoeffizienten, wieder Glühfaden einer Lampe, verwendet wird,
läßt sich ein zusätzlicherKlirrfaktor, nicht vermeiden.
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Bei einem rückgekoppelten Röhrengenerator mit in den Rückkopplungsweg
eingeschaltetem Begrenzungsglied, dessen Dämpfungsmaß von derWechselstromämplitude
(Pegel) -abhängt und so bemessen ist, däß es für die Dauer einer Periode als lineares
Übertragungsglied wirksam ist, können gemäß der Erfindung .die öbengenannten Forderungen
in hohem Grade dadurch erfüllt werden, daß das-Begrenzungsglied durch einen -Widerstand
mit negativem Temperaturkoeffizienten gebildet ist, dessen Zeitkonstante größer
als die Dauer einer Periode ist und: von dessen Stromspannungskennlinie der Teil
ausgenutzt ist; in welchem die Spannung' bei Änderung des Stromes nahezu konstant
bleibt. Derartige Widerstände, . die an sich bekannt sind, werden auch als Heißleiter
bezeichnet.
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Es ist an sich bereits ein Generator berannt, bei dem ein Dämpfüngswiderstand
im Rückkopplungsweg liegt, der als temperaturabhähgiger Widerstand -ausgebildet
ist. Es handelt sich hierbei um einen im Längszweig liegenden Widerstand mit positivem
Temperaturkoeffizienten. Weiterhin ist dieser Widerstand nicht so bemessen, daß
er für die Dauer einer Periode jeder beliebigen zu erzeugenden Frequenz als lineares
Übertragungsglied wirksam ist. Demgegenüber- ergibt sich bei der Verwendung eines
Dämpfungswiderstandes mit negativem Temperaturkoeffizienten bei dem Gene-_ rator
nach der Erfindung der Vorteil, daß der Regelbereich größer und die zum Regeln notwendige
Leistung erheblich geringer ist. ` Der als zusätzliches -Dämpfungsglied wirksame
Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten kann beispielsweise die Form eines-
Urandioxyd- -fadens von etwa o;2 mm Durchmesser und 5 -bis iö mm Länge-erhalten.
Ein solcher Widerstand zeigt im Vakuum eine Stromspannungskennlinie entsprechend
Kurve a in Fig. i. Es ist ersichtlich, daßi der Widerstand eine starke Belastungsabhängigkeit
aufweist. Durch die. Kombination mit geeignet bemessenen anderen Widerständen kann
der Verlauf der Stromspanritngskennlinie des Heißleiters in gewünschter Weise beeinflüßt
werden. Durch die Anwendung eines Vorwiderstandes läa'ßt sich die durch Kurve b
veranschaulichte Kennlinie erreichen. Für den, vorliegenden Zweck ist besonders
wichtig; daß der Heißleiter ,die Eigenschaft hat, für alle Freqenzen oberhalb eines
'bestimmten. (Wertes' einen lein. linearen Charakter zu haben: Ein zusätzlicher
Klirrfaktor wird also nicht verursacht: .
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Die Einschaltung des Heißleiters in den Rückkopplungsweg läßt sich
auf verschiedene Weise durchführen, z. B: dadurch, daß der Heißleiter als Querglied
mit abnehmendem Widerstand in den Rückkopplungsweg gelegt wird oder als Kopplungselement
zwischen zwei Röhren dient: In den Fig. 2 und 3 sind zwei Ausführungsbeispiele des
Erfindungsgedankens dargestellt. Die Figuren zeigen nur die im vorliegenden Zusammenhang
wesentlichen Schaltelemente.
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In Fig. i sind R1 und R2 Verstärkerröhren, die -im Rückkopplungskreis
liegen und denen die Anodengleichspannungen über,die Drosselspulen D1 und D2 zugeführt
werden. Die Kopplung der Röhren erfolgt über den Heißleiter.-H, der in Reihe mit
dem Kondensator. C1 im Anodenkreis der Röhre 1Z1 liegt. Durch die Kondensatoren
C1 und C2 ist der Heißleiter gegen Gleichstrom abgeriegelt.
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Bei der Schaltung nach Fig. 3, die einen rückgekoppelten Röhrengenerator
zeigt, liegt der Heiß-Leiter H in Reihe mit dem Schwingungskreis C, L im Anodenkreis
der Röhre R2. Die auf den Gitterkreis der ersten-Röhre l?s rückgekoppelte Spannung
wird .an dem Heißleiter H abgegriffen und dem Gitter über den Kondensator C1 zugeführt.
Wird in den beiden dargestellten Schaltungen beispielsweise als Begrenzungsglied
ein Widerstand mit der durch- Kurve b in Fig. i veranschaulichten Kennlinie benutzt;
so kann die an dem Heißleiter abgegriffene Spannung von einer gewissen Strömgrenze
ab nicht mehr zunehmen. Es findet also eine Begrenzung der Schwingungsamplitude
durch die Eigenschäften des Heißleiters statt. Gleichzeitig wird bei der in Fig.
3 dargestellten Schaltung die -Ausgangsspannung des Röhrengenerators, für alle Frequenzen
oberhalb der Grenzfrequenz des Heißleiters konstant gehalten.