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Schutzschaltung für Senderöhren In Hochvakuumröhren, die mit hoher
Anodenspannung betrieben "werden, treten während des Betriebes gelegentlich, z.
B. als Folge von Gasausbrüchen aus den Elektroden, Überschläge auf, die einen Lichtbogen
innerhalb der Röhre zur Folge haben können. Wenn dieser Lichtbogen nicht schnell
genug unterbrochen wird, zerstört er Teile der Elektroden und macht dadurch .die
Röhre unbrauchbar. Um dies zu vermeiden, ist es üblich, eine Schutzschaltung vorzusehen,
welche die Röhre beim Auftreten eines solchen Überschlages möglichst rasch spannungslos
macht, insbesondere die Anodenspannungsquelle abschaltet bzw. den die Anodengleichspannung
liefernden Gleichrichter sperrt. Dies geschieht vorzugsweise mittels eines vom Anodenstrom
durchflossenen Schnellrelais. Die Senderöhren sind mit der Anodenspannungsquelle
über ein Siebglied verbunden, das eine im Längszug liegende Drossel und einen im
Querzug liegenden Beruhigungskondensator enthält. Die in ,dem Siebglied aufgespeicherte
Energie fließt nach Abschaltung ,der Anodenspannungsquelle bzw. nach Sperrung des
Anodengleichrichters über die Überschlagsstelle ab und vermag dadurch ,die Röhre
zu beschädigen oder völlig unbrauchbar zu machen. Die Erfindung bezweckt die Verhütung
einer Beschädigung der Senderöhre durch Abfließen der Beruhi;gungskondensatorladung
über die überschlagsstelle.
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Zu diesem Zweck wird eine Schutzschaltung für Senderöhren, deren Anodenspeisespannung
bei Überschlägen oder Kurzschlüssen durch ein Relais
abgeschaltet
wird, gemäß der Erfindung derart ausgebildet, daß gleichzeitig mit der Abschaltung
der Anodenspeisespannung.,der Beruhigungskondensator für die Anodenspeisespannung
über eine Funkenstrecke mit Zündelektrode oder einen steuerbaren Stromrichter entladen
wird. Auf diese Weise fließt die - im Siebglied aufgespeicherte Energie nicht über
die Überschlagsstelle in der Röhre, so daß eine zusätzliche Gefährdung derselben
vermieden ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt. Dort bezeichnet i einen gittergesteuerten Mehrphasengleichrichter,
der die Anodengleichspannung für die Senderendstufe und gewöhnlich auch für die
Niederfrequenzendstufe des Modulationsteils erzeugt. Im Anodengleichstromkreis liegen
die "Siebdrossel 2 und der Beruhigungskondensator 3. Ferner liegt im Anodengleichstromkreis
der Modulationstransformator q., ,der in an sich bekannter Weise eine Anodenspannungsmodulation
bewirkt. An Stelle der Senderöhre 7 können auch mehrere parallel geschaltete Senderöhren
treten. 8 ist der Anodenschwingungskreis und 9 der Anoden!blockkondensator der Senderendstufe,
welch letzterer einen für die Hochfrequenz verschwindend kleinen Widerstand aufweist.
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Die Auslösung der Schutzschaltung erfolgt in Abhängigkeit vom Unterschied
zweier Spannungen, von denen die eine der an der Senderöhre wirksamen Anodengleichspannung
und .die andere dem Anodengleichstrom verhältnisgleich ist. Die erste Spannung wird
zwischen den Punkten a und b eines dem Anodenblockkondensator parallel geschalteten
Spannungsteilerwiderstandes io abgegriffen. Die andere Spannung fällt zwischen den
Punkten a und c an dem in der Kathodenleitung der Senderöhre liegenden Widerstand
i i ab und ist im ungestörten Betriebszustand gleich groß wie die Spannung zwischen
a und b, so daß ein an die Punkte 12, 13 angeschlossenes Schnellrelais im ungestörten
Betriebszustand spannungslos bleibt und erst .dann eine dem Spannungsabfall am Kathodenwiderstand
i i entsprechende Spannung erhält, wenn durch einen Überschlag in der Senderöhre
7 die Spannung am Spannungsteilerwiderstand io zusammenbricht und dann den Ano.denspannungsgleichrichter
i sperrt.
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Das zwischen 12 und 13 -liegende Relais erhält nun noch .die weitere
Aufgabe, beim Röhrenüberschlag .eine sofortige Entladung des Beruhigungskondensators
3 über einen Widerstand zu veranlassen. Zu diesem Zweck ist an (die beiden Belegungen
des Beruhigungskondensators 3 über einen Entladewi,derstand 14. eine Hörnerfunkenstrecke
15 angeschlossen, in deren Nähe eine Spitzenelektrode r6 .angeordnet ist, die mit
einer Hochspannungsspule (Teslaspule) 17 verbunden ist. Sobald in der Senderöhre
7 ein Überschlag :erfolgt, schaltet das zwischen i2 und 13 liegende Relais :gleichzeitig
einen Hochfrequenzerzeuger v8 ein, der in der Hochspannungsspule 17 eine so hohe
Spannung erzeugt, daß die Spitzenelektrode 16 sprüht, die Funkenstrecke 15 ionisiert
und einen Funkenüberschlag einleitet, durch den der Kondensator 3 sich über den
Widerstand 14 und den Funken zwischen den Elektroden 15 entlädt.
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Statt durch das Relais zwischen den Punkten 12 und 13 den Hochfrequenzerzeuger
für die Zündung der Funkenstrecke in Betrieb zu setzen, kann auch die bei einem
Überschlag auftretende Spannung zwischen 12 und 13 unmittelbar dazu dienen, den
Hilfssender 18 zum Schwingen zu bringen. Hierbei liegt dann im ungestörten Betrieb,
wenn zwischen 12 und 13 kein Potentialunterschied vorbanden ist, am Gitter des Hochfrequenzerzeugers
18 eine von der Spannungsquelle i9 gelieferte so hohe negative Vorspannung, daß
der Hilfssender i8 nicht anschwingt. Bei einer Störung in der Senderöhre entsteht
zwischen 12 und 13 eine der Vorspannungentgegenwirkende Spannung, so daß .die negative
Vorspannung des Senders 18 abnimmt und .der Sender anschwingen kann, wodurch über
17 die Entladung des Kondensators 3 eingeleitet wird. Der Hilfssender 18 braucht
nur eine sehr kleine Leistung zu erzeugen, da er lediglich zur Zündung der Funkenstrecke
dient. Seine Frequenz wird so hoch gewählt, daß das Anschwingen möglichst rasch
erfolgt.
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Aus der Schaltung des Ausführungsbeispiels ist ferner zu ersehen,
daß die Kathode des Hilfssenders 18 nicht auf Erdpotential liegt. Die Heizung der
Röhre erfolgt -daher zweckmäßigerweise über einen Transformator, während :die Anodenspannung
zweckmäßig durch einen Trockengleichrichter erzeugt wird. Verwendet man .im Schwingungserzeuger
mehrere Rühren, so kann man ihre Anoden mit einer Mehrphasenspannung statt mit Gleichspannung
speisen. Dabei muß die Spannung so gewählt sein, :daß immer mindestens an einer
Röhre eine positive Anadenspannung liegt, so :daß der Hilfssender jederzeit anschwingen
kann.
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An Stelle der Funkenstrecke 15 kann auch ein gesteuerter Stromrichter
Verwendung finden, der im Fall eines Überschlages in der Senderöhre gezündet wird.
Wegen :des Potentialunterschiedes zwischen den Punkten 12 und 13 einerseits und
dem gesteuerten Stromrichter .andererseits ist es notwendig, eine Potentialtrennung
zwischen dem Zündkreis und den Punkten 12 und 13 durchzuführen. So kann z. B. die
Ausgangsspannung des Hilfssenders 18 nach ihrer Gleichrichtung als Zündspannung,dem
Gleichrichter zugeführt werden.
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Bei Sendern mit verhältnismäßig großer Bandbreite, die z. B. mit niedriger
Trägerfrequenz arbeiten, oder bei Sendern mit sehr schwach gedämpftem Antennenkreis
oder Ausgangskreis verhält sich die Senderstufe 7, 8 für hohe Modulationsfrequenzen
nicht mehr wie ein Ohmscher, sondern wie ein komplexer Widerstand. Dann. besteht
für hohe Modulationsfrequenzen zwischen der Wechselspannung an dem Spannungsteiler
io und dem Wechselstrom, der den Widerstand i i .durchfließt, eine Phasenverschiebung,
sp daß ,zwischen den Punkten 12 und 13 eine Wechselspannung auftritt. Es muß .daher
bei solchen Sendern verhindert
werden, daß hierbei .die an .die
Punkte 12 und 13 angeschlossenen Relais oder Schutzvorrichtungen ansprechen. In
manchen Fällen genügt es, das Relais weniger empfindlich einzustellen, also so,
daß es erst beim Überschreiten eines bestimmten Schwellwertes anspricht. Am einfachsten
ist es, die Bandbreite des Senders genügend stark einzuengen. Sind diese Maßnahmen
nicht anwendbar oder ausreichend, so kann man zwischen die Klemmen 12 und
13 und -das Relais bzw. .die Schutzvorrichtung einen Tiefpaß einschalten,
der die höheren Modulationsfrequenzen, für die die Senderschaltung nicht mehr ohmisch
ist, unterdrückt.
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Bei sehr großen anodenmodulierten Sendern kann es mitunter notwendig
sein, auch noch die Energie des MOdulatioriStrarisformatOrS q. durch eine wie für
den Kondensator 3 vorgesehene Vorrichtung abzuführen. Gegebenenfalls kann die Entladevorrichtung
1q., 15, 16 für den Beruhigungskondensator 3 und den Modulationstransformator q.
gemeinsam angeordnet werden.