DE868626C

DE868626C - Hochfrequenzverstaerkerstufe mit erdunsymmetrisch arbeitender Roehre

Info

Publication number: DE868626C
Application number: DEL4610D
Authority: DE
Inventors: Erich Heinecke
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1942-04-25
Filing date: 1942-04-25
Publication date: 1953-02-26
Also published as: BE449642A; FR892018A; CH240332A

Description

Zur Erlangung großer Hochfrequenzleistungen mittels Verstärkerröhren läßt sich die leistungslose Steuerung durch ein entsprechend negatives vorgespanntes Steuergitter aus verschiedenen Gründen nicht aufrechterhalten. Die von der Gittersteuerspannungsquelle aufzubringende Leistung ist bedingt durch die im Gitterkreis selbst vorhandenen Leistungsverluste sowie durch die in der Verstärkerröhre auftretenden Gitterstromverluste.

Die Erfindung befaßt sich mit Verstärkerstufen des in Fig. ι dargestellten Typus. Die Steuerspannung wird durch den schematisch dargestellten Generator ι erzengt. Das Verstärkersystem der Stufe besteht aus der Röhre 2, in deren Anodenkreis der im Prinzip symmetrisch geschaltete Resonanzkreis 3, 4, 5 liegt. An die Selbstinduktionsspule 3 dieses Kreises ist mittels der Kopplungsspule 6 die Ausgangslast 7 der Stufe angekoppelt. Zur Vermeidung einer durch die Anoden-Steuergitter-Kapazität bedingten Selbsterregung der Verstärkerstufe ist die Rückwirkung der genannten Kapazität durch den Neutrodynkondensator 11 kompensiert. Zum Zweck dieser Neutralisation muß der Schaltungspunkt 10 gegenüber dem an der Anode liegenden Pol 8 gegenphasiges Wechselpotential haben. Dieses wird in bekannter Weise dadurch

erreicht, daß der "als Zweipol aufgefaßte Parallelresonanzkreis 3, 4, 5 im Prinzip symmetrisch geschaltet ist. Im vorliegenden Fall ist von einem kapazitiven Spannungsteiler Gebrauch gemacht,. 5- dessen Mittelanzapfung 9 mit der Kathode verbunden ist. Die Verstärkerstufe arbeitet also erdtinsymmetrisch auf einen Anodenkreis, der im Prinzip erdsymmetrisch geschaltet ist.

Bei dieser Art Hochfrequenzverstärkerstufen

ίο entsteht nun außer den anfangs erwähnten Verlustleistungen für die Gittersteuerspannungsquelle eine zusätzlich noch aufzubringende Leistung dadurch, daß der Neutralisationseffekt mittels des Kondensators 11 infolge der Ausgangslast der Stufe nicht phasenrein und damit unvollkommen ist. Daß nämlich die am Anschlußpunkt 10 des Neutrodynkondensators erzeugte Hochfrequenzspannung . nicht genau um i8o^a gegen die Anodenwechselspannung phasenverschoben ist, wird unmittelbar durch das Ersatzschaltbild der Fig. 2 verdeutlicht. Die induktiv angekoppelte Ausgangslast 7 des Schaltbildes nach Fig. 1 erscheint im Ersatzschaltbild als in Reihe mit der Selbstinduktion 3'" liegender .Dämp.-fungswiderstand 7'. Der den Anodenkreis erregende Röhrengenerator ist an die Punkte 8 und 9, also unterkoppelt, an den Anodenkreis gelegt. Durch diesen Dämpfungswiderstand wird eine erhebliche Phasenverschiebung der am Pol 10 des Resonanzkreises auftretenden Wechselspannung hervorgerufen. Bei genauerer Untersuchung der- Wirkung des Dämpfungswiderstandes 7' in bezug auf die erforderliche zusätzliche Steuerleistung der-Gitterspan-. nungsquelle 1 ergibt sich, daß diese um so höher wird, je größer der pämpfungswiderstand 7' im

Anodenkreis wird. Formelmäßig zum Ausdruck gebracht lautet die Beziehung:

N.

unbelastet _

Mit N. rist - die-, erforderliche Steuerleistung der Gitterwechselspannungsqüelle bezeichnet. d_t ist die unvermeidliche Dämpfung des Anodenkreises im unbelasteten Zustand der Stufe, und d₂ ist die zusätzliche Dämpfung des Ahodenkreises durch die Ausgangslast der Stufe.

Um diesen nachteiligen Effekt zu beheben, baut man solche Senderstufen bislang in der Regel als Gegentaktstufe, also als symmetrisch arbeitende Verstärkerstufe auf. Auf die Schaltbilder nach Fig. 2 übertragen bedeutet das also, daß dann sowohl die Schaltungspunkte 8 und 9 wie 9 und 10 an Gegen-

. · taktgeneratoren -liegen, die den Anodenkreis zum Schwingen anfachen. Auf diese Weise wird eine Phasenverschiebung, die sonst bei großer Dämpfung des Kreises und bei einer einseitiger, also.erdunsymmetrischer Erregung auftritt, von vornherein ■ vermieden. Der Aufbau von Gegentaktstufen ist nun aber an und für sich in verschiedener Hinsicht verhältnismäßig unvorteilhaft; vor allen Dingen macht es bei Kurz- und Ultrakurzwellensendern Schwierigkeiten, eine unsymmetrische Energie- . leitung an einen erdsymmetrischen Kreis anzuschließen. .... -.-■"· .

Die Erfindung ist darauf gerichtet, eine mit erdunsymmetrisch arbeitender Röhre aufgebaute Hochfrequenzverstärkerstufe zu schaffen, bei der die er-. läuterten Nachteile des . zusätzlichen Steuergitterleistungsbedärfs infolge der Dämpfung des im Prinzip symmetrisch geschalteten Anodenkreises -■■ durch die Ausgangslast der Stufe vermieden wird. Der gefundenen Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Wirkung der Ausgangslast im genannten Zusammenhang unschädlich bleibt, sofern die Ausgangslast nur den unmittelbar zwischen Anode und Kathode liegenden Teil des als Zweipol aufgefaßten, im Prinzip erdsymmetrisch geschalteten Anodenkreises belastet und bedämpft. Demnach ist eine nach der Erfindung aufgebaute Hochfrequenzverstärkerstufe der genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Ohmsche Ausgangslast entweder direkt zwischen Anode und Kathode der Verstärkerröhre gelegt ist oder durch entsprechende Kopplungsglieder an diese beiden Schaltungspunkte der Verstärkerstufe angeschlossen ist.

Fig. 3 stellt das Ausführungsbeispiel einer solchen Schaltung dar. Der Anodenkreis wird durch die veränderliche Selbstinduktion 12 abgestimmt. Der Widerstand R stellt das 'Ersatzschaltbild der Last _ der Verstärkerstufe dar. In der Regel wird ein solcher galvanischer Anschluß' des Verbrauchers nicht in Frage kommen, sondern von einer induktiven Ankopplung oder von einem Anschluß des Verbrauchers über Netzwerke Gebrauch gemacht werden.

- Nach dem Schaltungsbeispiel der Fig. 4 besteht das Ankopplungsnetzwerk aus den Teilen 13, 14, .15, 16, 17 und 18, und nach dem Ausführungsbei- ■ spiel der Fig. 5 besteht das Anschlußglied des Verbrauchers R aus dem Kondensator 19, der veränderlichen Selbstinduktion 20 und dem.mit letzterer in Reihe liegenden Kondensator 21, wobei der Verbraucherwiderstand R zum zuletzt genannten Kondensator parallel liegt. In der praktischen Ausführung wird man nun den zum Ankopplungsnetzwerk gehörigen Kondensator 19 und den Resonanzkreiskondensator 4 durch einen Kondensator bilden. Bei besonders kurzwelligen Verstärkerstufen wird in der Regel die vorhandene Schaltkapazität der Anoden- und Kathodenstreeke der Röhre zur Bildung der Kapazitäten 4 und 19 ausreichen.

Die durch die Erfindung gegebene Lehre gilt allgemein für alle Hochfrequenzverstärkerstufen großer Leistung, die hinsichtlich des Steuerkreises erdunsymmetrisch aufgebaut sind und in denen zwecks Neutralisierung der Anoden-Steuer-Gitterkapazität der Anodenkreis im Prinzip erdsymmetrisch geschaltet ist. Wenn es sich um eine Stufe handelt,, die für einen verhältnismäßig großen Frequenzbereich eingerichtet ist, unterteilt.man in der Regel nur,- wie in dem Ausführungsbeispiel geeigt, die Kapazität des Anodenresonanzkreises und bildet die Selbstinduktion als Variometer aus. Jedoch auch bei unterteilter Selbstinduktion und gegebenenfalls nicht unterteilter Kapazität des erdsymmetrisch geschalteten Resonanzkreises läßt sich die durch die Erfindung gegebene Lehre entsprechend anwenden.

Es muß dann nur gewährleistet sein, daß von der Ausgangslast kein dämpfender Anteil in den Teil des Selbstinduktionszweiges hineingelangt, der nicht unmittelbar zwischen der Anode und Kathode liegt. Es muß dann also der zwischen Anode und Kathode liegende durch die Ausgangslast gedämpfte Teil der Selbstinduktion gegenüber demjenigen Teil, der nicht unmittelbar zwischen Anode und Kathode liegt, entkoppelt sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

I. Erdunsymmetrisch arbeitende Hochfrequenzverstärkerstufe, in der die Rückwirkung der Anoden-Steuergitter-Kapazität durch einen zwischen Gitter und einem Schaltungspunkt des Anodenkreises liegenden Neutrodynkondensator aufgehoben ist, dadurch gekennzeichnet, daß nur der unmittelbar zwischen Anode und Kathode liegende Teil des im Prinzip erdsymmetrisch geschalteten, als Zweipol aufgefaßten Parallelresonanzkreises von der Ausgangslast der Stufe bedämpft wird.
2. Hochfrequenzverstärkerstufe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Anodenkreis zwei Resonanzkreise vorgesehen sind, der im Prinzip erdsymmetrisch geschaltete, dem Zweck der Neutralisation dienende Parallelresonanzkreis und ein zwischen Anode und Kathode gelegter Resonanzkreis, an den die Ausgangslast der Stufe angekoppelt ist.
3. Hochfrequenzverstärkerstufe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen Anode und Kathode liegende Kapazität beider Resonanzkreise durch einen Kondensator gebildet wird.
4. Hochfrequenzverstärkerstufe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen Anode und Kathode gelegte Resonanzkreis, an den die Ausgangslast der Stufe angekoppelt ist, als Netzwerk mit bandbreitem Durchlaßbereich ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 5725 2.53