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Rückgekoppelter Röhrengenerator Die Erfindung betrifft einen rückgekoppelten
Röhrengenerator, insbesondere für hohe Frequenzen, und tat sich die Aufgabe gestellt,
die Ausgangsspannung zu stabilisieren, d. h. unabhängig von Betriebsspannungsschwankungen
zu machen.
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An sich sind stabilisierte Senderschaltungen bekannt, so z. B. der
sogenannte brückenstabilisierte Sender. Beim brückenstabilisierten Sender ist insbesondere
eine Verstärkerröhre großer Steilheit benutzt, deren Ausgangswechselspannung über
einen Übertrager an die Diagonale einer Brücke geführt ist, während .die andere
Diagonale der Brücke ebenfalls über einen Übertrager am Gitter derselben Röhre liegt.
Zwei der Brückenzweige werden dabei durch Ohmsche Widerstände, ein weiterer durch
ein schwingfähiges Gebilde (Reihenresonanzkreis) und der vierte durch einen einen
starken, z. B. positiven Temperaturkoeffizienten aufweisenden Widerstand, z. B.
eine Glühlampe, gebildet. Je nach Wahl des Verhältnisses der Brückenwiderstände
läßt sich ein solcher Sender durch den temperaturabhängigen Widerstand bei einem
größeren oder kleineren Strom stabilisieren, von dem ja auch,die Ausgangsspannung
direkt abhängt.
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Ein Nachteil des brückenstabilisierten Senders besteht darin, daß
er bei plötzlichen Spannungsstößen nicht sofort regelt; dies ist im wesentlichen
durch die durch die Glühlampe gegebene Zeitkonstante bedingt. Weit störender ist
es jedoch noch, d'aß bei höheren Frequenzen ,der Aufwand ganz bedeutend wird. Es
wird dann nämlich
schwierig, in einer Stufe die notwendige Verstärkung
zu erreichen, @da, die übersetzungsverhältnisse oder dann benötigten Massekernübertrager
wegen der größeren Streuung nicht hoch genug gewählt werden können. Weiterhin läßt
es sich mit zunehmenden Frequenzen nicht vermeiden, daß wilde Schwingungen auftreten.
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Eine andere Möglichkeit zur Erzielung konstanter Ausgangsspannungen
von Röhrensendern besteht darin, daß durch magnetische Regler, Röhrenregelsehaltüngen
oder Glimmstrecken eineStabilisierung der Betriebsspannungen vorgenommen wird. Abgesehen
von der magnetischen Regelung, die ja nur bei konstanter Netzfrequenz zuverlässig
wirkt, geht jedoch hierbei die Heizspannungsschwankung nach wie vor voll ein. Zudem
bedingen alle genannten Verfahren eines um etwa 50'/0 größere Ausführung .des Stromversorgungsteils,
Damit ' treten aber bei räumlich kleinen Geräten zusätzliche Erwärmungen oder auch
andere Störungen auf.
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Die Erfindung geht daher einen anderen Weg. Sie verwendet in an sich
bekannter Weise Mehrgitterröhren. Röhrengeneratoren mit Schirmgitterröhren wurden
bisher bereits benutzt, beispielsweise wenn eine Frequenzstabilisierung erreicht
werden sollte. Es wurde dabei. eine gemeinsame Spannungsquelle für Anoden- und Schirmgitterspannung
benutzt und das Spannungsverhältnis an einem .Potentiomäter derart eingestellt,
daß sich eine konstante Frequenz auch bei Änderung der Speisespannungen ergab. Bei
diesen bekannten Generatorschaltungen konnte man auf diese Weise zwar eine gute
Frequenzko:nstanz, aber keine Stabilisierung der Ausgangsspannung erzielen.
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Der Röhrengenerator :gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch
die Anwendung einer einen amplitudenabhängigen Widerstand, z. B. eine Glimmlampe,
enthaltenden Brückenschaltung, deren einer Diagonale die Speisespannung zugeführt
ist; während Kathode und Schirmgitter an den. Eckpunkten der anderen Diagonale angeschaltet
sind. Insbesondere liegt dabei der amplitud'enabhängige Widerstand zwischen Schirmgitter
und dem negativen Pol der Speisespannungsquelle. Durch die Ausbildung gemäß der
Erfindung wird bei Röhrensendern, insbesondere für hohe Frequenzen, eine konstante
Ausgangsspannung bei langsamen sowie auch bei -kurzzeitigen .Betriebsspannungsschwankungen
erreicht.
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Insbesondere verwendet man bei dem Röhrengenerator gemäß :der Erfindung
eine Röhre mit einem hohen Innenwiderstand, vorzugsweise eine Pentode. Die Ausgangsspannung
hängt dann. wegen des geringen Anodendürchgriffs im wesentlichen von der Schirmgitterspannung
a1. Diese kann stets kleiner als die Anodenspannung gewählt werden. Durch eine Glimmstrecke
geringer Leistung kann ,die Schirmgitterspann.ung also von der Anodenspannung entnommen
werden, ohne daß diese erhöht werden muß.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung wenden an Hand dies in den Fig.
r und 2 -dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Für den Röhrensender ist
eine Pentode r benutzt. Die Rückkopplung er folgt über den abgestimmten Dreiwicklungsüber
trager a, an dem auch der Seriderausgang liegt, au das Steuergitter,der Röhre. Das
Schirmgitter ha positives Potential, das der Speisespannungsquelle entnommen ist,
und zwar ist eine Brückenschaltun_ benutzt, die der besseren Übersicht halber in
Fig. noch einmal herausgezeichnet ist. Die Brücken Schaltung besteht aus dem amplitudenabhängigen
Widerstand 3, z. B. einer Glimmlampe, und der Widerständen q., 5 und 6. Die Anodenspeisespannungsquelle
(+A, -A) ist an die eine Diagonale dieser Brücke geführt, während Kathode
und Schirmgitter an die Eckpunkte der anderen Diagonale angeschlossen sind. Der
amplitudenabhängige Widerstand 3 liegt insbesondere zwischen dem Schirmgitter und
dem negativen Pol der Speisespannungsquelle bzw. Erde. Wenn: die Speisespannurig
sich nun ändert, ändert sich die Schirmgitterspannung ebenfalls, so daß ein.-. Stabilisierung
der Ausgangsspannung des Röhrensenders erzielt werden kann. Steigt beispielsweise
die Netzspannung; so wird ein Absinken der zwischen Kathode und Schirmgitter wirksamen
Spannung erreicht: Bei steigender Anodenspannung steigt nämlich die Spannung der
Kathode gegen. Erde verhältnisgleich, während die Spannung an der Glimmstrecke praktisch
gleichbleibt. Somit sinkt die als Differenz zwischen beiden sich ergebende und für
die Röhre -wirksame Schirmgitterspannung. Durch geeignete Wahl der Widerstände 5
und 6 kann dabei die Änderungssteilheit beeinflüßt werden, und zwar derart, daß
auch hie Heizspann.ungsabhängigkeit der Ausgangsspannung ausgeglichen wird. Die
Widerstände 5 und 6 sind also insbesondere so zu bemessen, daß bei steigender Netzspannung
die Schirmgitterspannung so eingeregelt wird, daß die Ausgangsspannung etwas kleiner
wird, als es der Sollspannung entspricht. Mit einer gewissen Verzögerung wird dann
der Heizfaden, da die Heizspanneng ja im allgemeinen auch vom Netz abgeleitet ist,
sich erhitzen, so, daB .dann die Sollausgangsspannung erreicht ist.
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Die verschiedene Zeitkonstante der Regelglieder kann gemäß weiterer
Erfindung dadurch berücksichtigt werden, daß einer der Widerstände 5 oder 6 temperaturabhängig
ausgeführt ist und von der Heizspannung z. B. ,durch eine parallel zur Heizspannung
liegende Heizwicklung 7 gesteuert wird. Durch geeignete Bemessung kann dann die
Zeitkonstante der Röhrenheizung nachgebildet werden.
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Durch die Erfindung wird es möglich, in der Schwingstufe auch Restschwankungen,
die in nachfolgenden, z. B. gegengekoppelten Verstärkern auftreten können, auszuregeln.
Zu diesem Zweck isst lediglich eine Überkompensation erforderlich, d. h. die Brückenwiderstände
sind so@zu bemessen, daß der Einfiuß der Speisespannungen nicht nur auf die Schwingstufe,
sondern auch auf die nachfolgenden Verstärkerstufen ausgeglichen wird. Ein besonderer
Vorteil eines Röhrensenders gemäß der Erfindung liegt noch darin, daß eine annähernd
roo°/oige verzerrungsfreie Modulation möglich ist.
Die Modulationsspannung
kann nämlich dein Schirmgitterkreis, wie z. B. bei 8 gezeigt, zugeführt werden.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, daß das Schirmgitter nicht mit den Hochfrequenz
führen.-den. Schwingkreisteilen verbunden ist, so d aß die Hochfrequenz- und Niederfrequenzkreise
auf einfache Weise entkoppelt werden können.