DE890817C - Schaltung zur Frequenzumwandlung elektrischer Schwingungen mit einer Frequenz von wenigstens 30 MHz mit einer als Mischroehre wirksamen Entladungsroehre - Google Patents

Description

Es ist bei Überlagerungsempfängern bekannt, zur Frequenzumwandlung der empfangenen Signalschwingungen eine Misehröhre zu verwenden, bei der von der Kathode ein gebündelter Elektronenstrom ausgeht, der durch eine Stauerelektrode, an der eine erste Hochfrequenzspainnung wirksam ist, intensitätgesteuert wird, und bei der das Bündel unter der Einwirkung zweier gegenüber der normalen Achse des Bündels, d. h. der Achse 'd|eis

ίο Bündels beim Fehlen von Steuerspannungen, symmetrisch angeordneter Ablenkelektroden, an denen eine zweite Hochfrequenzspainnung wirksam ist, einer Ablenksteuerung unterworfen wird, worauf die Elektronen des Bündels auf ein aus zwieii auch symmetrisch gegenüber der [normalen Bürudielachse angeordneten Teilen bestehendes Anodensystem¹ auftreffan, zwischen deinen ein Ausgangskreis angeschlossen ist, dem die Zwischen frequenzsehwinigungen entnommen werden. Hierbei wird jeder der Teile des Ajnodansystems, in Abhängigkeit von dem Maß der Ablenkung, von einem größeren oder einem kleineren Teil dies Elektroniemstroms getroffen.

Bei einer solchen Schaltungsanordnung kann der Elektnonenstrom durch eine örtlich erzeugte OsziUatorschwinguinig hinsichtlich 'der Intensität und durch eine empfangene Signalschwingung hinsichtlich der Ablenkung gesteuert werden. Auch das Umgekehrte ist möglich. Im letzteren Fall wird keine elektrostatische Induktion dier Oszillatorspannung am Steuergitter erfolgen, und es können keine zurückkehrenden Elektronen nach der Ablenksteuerung!

wieder in 'die Nähe des Steuergitters gelangen. Ausstrahlung· von Energie mit Oszillator frequenz durch die Empfanigsantennia tritt somit praktisch nicht auf. Bei solchen Schaltungen wird im· allgemeinen ein gesonderter Oszillator verwendet.

Vbrgeschlagen wurde weiter, bei einer Mischschaltung mit einer Entladungsröhre, bei der 'ein gebündelter Elektronenstrom: zunächst 'durch die Sigmalsdiwinguing hinsichtlich der Intensität 'und ίο danm durch eine örtliehei Oszillatorschwingung hinsichtlich der Ablenkung· gesteuert wird, die örtlichem Schwingungen in der Röhre selbst ζω erzeugen, indem mittels einer hohlen Reflektionselektrode .die Elektronen nach den Ablenkelektroden zurückgeschickt werden. Hierbei wird ein auf die Oszilkitorfreqiuonz abgestimmter Kreis zwischen einer der Ablenkelektroden und eimern Punkt konstanten Potentials· eingeschaltet, in dem infolge des zwischen dieser Elektrode und Erde auftretenden negativen Widerstandes Schwingungen !entstehen. Der Ausgiangskreis, in 'dem ;diei Schwingungen mit der Differenz- oder der Siummenfrequenz auftreten, ist zwischen der anderen Ablenkelektrode und Erde angebracht. Bei dieser Schaltung ist jedoch die Ablenksteuerung !!^symmetrisch gegenüber Erde, da zwisdhani den Ablenkelektroden and Erde Kreise liegen., die auf !unterschiedliche Frequenzen abgestimmt sind.

Die Erfindung bezweckt, eine Schaltung zur Frequ'enzumwaindiung elektrischer Sicihwingungen mit hoher Frequenz (/ > 30 MHz) mit einer als Misdhröhre wirksamen Entlaiduingsröhre, bei der von der Kathode ein gebündelter Elektronienstrom ausgeht, der durch eine Steuerelektrode, an der eine erste HocMrequenzspannung wirksam ist, hinsichtlich der Intensität gesteuert wird, und bei der das Bündel sodlanm unter 'der Einwirkung zwieier symmetrisch gegenüber der normalen Achse des Elektroinenbündels angeordneter Ablenkelektroden, ,an denen eine zweite Hodifrequenzspanniung wirksam ist, einer Ablenksteuerung 'unterwiorfen wird, worauf die Elektronen des Bündiels :aiuf ein laius zwei laiuch symmetrisch gegenüber der normalen Bündelachse angeordneten Teilen bestehendes Aniodensystöm auftreffen, das gegebenenfalls von den Ablenkelektroiden selbst gebildet werden kann, wobei zwischen diesen Teilen, 'die in Abhängigkeit von dem Maß der Ablenkung durch einen größeren oder Heineren Teil der Elektronen des Bündels getroffen werden, der Zwisdhenfrequienzaiu'sgang&kreis angeschlossen ist, derart auszubilden, daß 'die Röhre selbstschwingenid ist und .dennoch das Bündiel ganz symmetrisch hinsichtlich der Ablenkung gesteuert wird. Der Erfindung liegt idie Erkeinrtnis zugrunde, daß es bei einer symmetrischen Schaltung möglich ist, sowohl den; Kreis, in dem .die Oszillatorschwingtungen erzeugt werden, als auch jienien, in dem die Zwischen-, frequeozschwingungen auftreten, zwischen 'den. zwei Teilen des Anodensystems 'einZuechalten, ohne daß der eine Kreis einem Kurzschluß für dem anderem bedeutet.

Gemäß der Erfindung- werden die Teile des Aniodensystem's mhd die Ablenkelektroden miteinander kreuzweise gekoppelt, derart, daß idie zweite HocMrequanizspanöung infolge des hierbei auftretenden megiativen Widersifjainides zwischen den zwei erwähnten Teilen in der Röhre selbst 'erzeugt wird und daß ein die Frequenz der sio- !erzeugten Schwingung bedingender, abgestimmter Kreis ebenfalls zwischeni den Teilen des Anodensystems angeschlossen ist, derart, daß die erwähnten Kreise symmetrisch gegen Erde; sind.

Sowohl ider Zwischenfrequienzkreis als ,auch der örtliche Oszillaitorkreis sind ganz symmetrisch gegen Erde. Man kann hierbei zwischen, den Teilen des Anodensystems .eine Induktivität anschließen, deren Mitte für Hochfrequenzschwingungen geerdet ist und bei der ein symmetrisch gegenüber der Mitte liegender Teil von einem Kondensator überbrückt ist, der mit diesem Teil einen .auf die Zwischenfrequenz abgestimmten Kreis bildet, während der übrige Teil der Induktivität mit einer zwischen den Teilen des Anodensystems vorhandenen Kapazität, zweckmäßig der natürlichen Kapazität zwischen diesem Teilen, einen auf die OszUlatorfrcquienz abgestimmten Kreis bildet. Der auf die Zwischenfrequenz abgestimmte Kreis bedeutet hierbei einen Kurzsdhluß für die Oszillatorschwingiupgen, da die Frequenz dieser letzteren bedeutend höher als die Zwischenfrequienz ist. go

Es ist weiter möglich, eine zwischen den Teilen des Aniodensystems eingeschaltete Induktivität, deren Mitte für Hiochfreqiuenizschwingujngen geerdet ist, mit zwei symmetrisch gegenüber der Mitte angeordneten Abzweigen au versehen und zwischen feiner jeden dieser Abzweige und dein Enden der Induktivität Kondensatoren mit gleichem Kapazitätswert einzuisidhaiten, die 'die Induktivitäit auf die Zwischenfrequenzschwingiung abstimmen. Dier mittlere Teil der Inidiuktivitiät bildet hierbei mit der zwischen den ioo-Teilen der Anode vorhandenen Kapazität einen auf die Oszillatarfrequenz abgestimmten Kreis.

Es sei darauf hingewiesiem, daß es an sich bekannt ist, mittels einer mit zwei Ablenkelektroden und zwei Anoden versehenen Röhre mit gebündeltem Elektnonenstrom: Schwingungen in der Weise zu erzeugen, daß :die Ablenkelektrodeii 'und die Anoden gegenseitig miteinander kreuzwieise verbunden werden. Eine Frequ'enzum.'Wiaindlung findet hierbei nicht statt. Auch ist es bekannt, die Oszillatorschwingung in 'der Mischrohre selbst zu erzeugen, z. B. dadurch, daß die ersten zwei Gitter als Oszillatorelektroden verwendet wierdien. Diese Anordnung· ist bezüglich der Oszilla'torschwingiuingen nicht symmetrisch gegen Erde.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung¹ näher 'erläutert, in dear

Fig. ι ein Ausführungsbeispiel darstellt und Fig. 2 eine Abänderung derselben angibt; Fig. 3 ist ein senkrecht zur Kathode einer gemaß der Erfindung zweckmäßig angewiandeten Mischröhre geführter Schnitt; die

Fig. 4 und s zeigen weitere Ausführungsbeispiele, la Fig. ι bezeichnet 1 den Antennenkreis, der induktiv mit dem auf die Signalfrequenz abgegestimmten Eingangskreis 2 gekoppelt ist. Dieser

Eingangskreis ist zwischen dem Steuergitter 5 der Mischröhre 3 und Erde eingeschaltet. Die Röhre enthält ferner eine Kathode 4, die über die zu|r Erzeugung einer GittervoTspanniung dienende, aus einem Widerstand und einem Kondensator bestehende PanallelschaJtung· 18 auch mit Erde verbunden ist, ein Schirmgitter 6, das wie üblich an eimer positiven Spannung anliegt, zwei Ablenkelektroden 7 und 7' und zwei Anoden 8 und 8'. Die Einrichtung ist derart, daß vom der Kathode 4 ein Elektronenibündel aiusgesaindt wird, das im übrigen einen verhältnismäßig großen Querschnitt haben kann. Die Anordnung- ist symmetrisch so, daß, wenn zwischen den Ablenkelektroden 7 uind 7' keine Spannung wirksam ist, nach einer jeden der Anoden 8 und 8' ein gleich großer Teil der Elektronen des Bündels wandert.

Zur Erzeugung der Oszillatorschwingung in der Röhre selbst ist die Ablenkelektrode 7 mit der Anode 8' und die Ablenkelektrode 7' mit der Anode 8 verbunden. Dies vollzieht sich durch Verbindungsleitungen, die möglichst symmetrisch gegenüber der mittleren Ebene des Bündels sind. Auf diese Weise wird erzielt, daß 'zwischen den Anoden ein negativer Widerstand auftritt. Zwischen den miteinander verbundenen Elektrodienpaaren ist die Induktivität 9 eingeschaltet, deren Mitte mit der Phisklemme der Speisequelle verbunden ist, während die Miniusklemme dieser Quelle an Erde liegt. Zwischen zwei symmetrisch gegenüber der Mitte liegenden Punkten der Induktivität 9 ist der Kondensator 10 eingeschaltet. Dieser bildet samt dem mittleren Teil der Induktivität 9 einen auf die Zwischenfrequenz abgestimmten Kreis, idem mittels der symmetrisch mit der Induktivität 9 gekoppelten Induktivität 12 die Zwischenfrequenzschwingungen entnommen werden. Die im Gagentakt gegen Erde zwischen den Elektroden 7 und 8' einmal und 7' und 8 zum anideren wirksame Osziliatorspanniung induziert auch bei besonders hohen Frequenzen nahezu keine Spannungzwischen dem: Gitter 5 und Erde.

Wenn, wie üblich, für 'die Zwischenfrequienz 'die Differenz zwischen der Oszillatorfrequenz 'und der Signalfrequenz gewählt wird, wird der Kondensator 10 eine verhältnismäßig hohe Kapazität haben. Er bedeutet dann einen Kurzschluß für die Schwingungen mit der Oszillatorfriequenz. Die äußeren Teile der Induktivität 9 bilden mit der Kapazität 11, die beispielsweise von den natürlichen Kapazitäten zwischen den Amodein bzw. den Ablenkelektroden gebildet wird, einen Kreis, dessen Abstimmung die erzeugte Oszillaitiorfrequenz bedingt.

Bei der abgeänderten Ausführungsform¹ nach Fig. 2 sind zwischen, den Anzapfungen der Induktivität 9 und den Enden derselben Kondensatoren 13 und 14 mit gleichen Kapazitäten eingeschaltet, derart, daß zwischen den Anoden wieder ein auf die Zwischenfrequienz abgestimmter Kreis gebildet wird. Die Oszillatorfrequenz ist in diesem Fall durch die Induktivität des mittleren Teiles und die natürlichen Kapazitäten zwischen den mit der Induktivität 9 verbundenen Elektroden bedingt. Die Kondensatoren 13 und 14 bedeuten wieder Kurzschlüsse für die Oszillatorfrequenz, Der Vorteil dieser Schaltung gegenüber jener nach Fig. 1 ist der, daß bei. Abstimmung durch Änderung der Induktivitäten die Bauart des Empfängers einfacher wird.

Fig. 3 zeigt eingehender einen zur Katbodenachse senkrechten Schnitt durch eine Entladungsröhre, wie sie bei Schaltungen nach der Erfindung zweckmäßig verwendet wird. Die Kathode 4 ist in Form eines flachen Bandes gestaltet, bei dem die Emission im wesentlichen von den breiten Kanten ausgeht, sio daß zwei flache Bündel ausgesandt werden, deren mittlere Ebene durch die Kathodenachse geführt ist und senkrecht zu der Ebene der Kathode steht. Von den Haltestäben 15 und 15' des Steuergitters s wird noch eine gewisse zuzügliche Bündelwirkung· auf den Elektronemstrom ausgeübt, ähnlich wie von den mit der Kathode verbundenen Bündel-.stäben 16, 16' und 16" und 1 &". Die von . den beiden Seiten der Kathode, ausgehenden Bündel gelangen nach Passieren des Schirmgitters 6 in die Ablenksteuerräume, deren einer von den Ablenkelektroden 7, 7' und den Anioden 8, 8' .und deren anderer von dan Ablenkelektrodien 7", 7'" und den Anoden 8", 8'" begrenzt wird. Durch bekannte Abschirmmittel ist 'die Kapazität zwischen einem jeden der Oszillatorspannung führenden Teil und der Signalspannung führenden Teil weitgehend niedrig gehalten. D-urch Leitungen, die möglichst symmetrisch zu der Abschirmung angeordnet werden sollen, sind die Ablenkelektroden 7, 7', 7", 7"' ähnlich wie die Anoden 8, 8', 8", 8'" miteinander verbunden. Diese Verbindung kann galvanisch oder kapazitiv sein. Im letzteren Fall hat man den Vorteil, daß die Vorspannung der Ablenkelektroden jene der Anodan unterschreiten kann. Hierdurch erreicht man, daß die Kapazitäten zwischen den Sätzen mit einander verbundener Elektroden und dem Steuergitüer einander vollkommen angeglichen werden können. Die stabförmigen Elektroden 17 ■und 17' sollen den Einfluß der Sekundäremission an den Anoden verringern.

Die Erfindung ist für Fernseh- und Frequenzmodulatiansempfänger besonders vorteilhaft, bei denen es bekanntlich besonders schwierig ist, die Strahlung mit Oszilktorfrequenz seitens der Emp'fangsantenne derart zu verringern, daß benachbarte Empfänger nicht gestört werden. Es hat sich no gezeigt, daß, besonders wenn eine Röhrenbauart nach Fig. 3 angewendet wird, bei Anwendung der Erfindung· solche Störungen in wirksamer Weise unterdrückt werden können.

Fig. 4 zeigt eine Auisführuingsform, bei der die AblenkelektrO'den auch als Anoden wirksam sind. Die Röhre 21 ist zweckmäßig wieder mit einer flachen Kathode 4 ausgebildet, die an zwei Seiten emittiert. Das Steuergitter 5, die Anode 6, die Bündelstäbe 16 und die Ablenkelektroden 7, 7', j", J'" sind in ähnlicher Weise wie bei der Ausführuinigsform nach Fig. 3 ausgebildet und angeordnet. Die geteilte Amodienbaiuart nach den Fig. 1, 2 und 3 ist jetzt jedoch durch eine gebogene Reflexionsefcktroide 22 bzw. 22' ersetzt, die die gleiche Spannung wie die Kathode hat oder etwas negativ gegen die

Kathode ist. Die Elektronen, welche die Ablenkelektrodein passiert haben, werden, von dein Elektroden 22 zurückgeworfen, und zwar derart, daß, wesnin idie Ablenkelektrode 7 positiv in bezug auf die Ablenkelektrode 7' und gegen Erde ist, der 'größere Teil 'der reflektierten! Elektronen· .auf die Ablenkelektrode 7' gelangt und umgekehrt, mit anderen Worten, 'daß zwischen dein Ablenkelektroden 7 und 7' bzw. 7" und 7'" ein negativer Widerstand auftritt, so 'daß in 'dem mit diesen Elektroden verbundenen Oszillatorkreis Schwingungen erzeugt werden. Zur Erzielung möglichst symmetrischer Steuerung sind die Ablenkelektrode α η und 7'" kreuzweise miteinander verbunden. Der übrige Teil der Schaltung ist auf die gleiche Weise wie im Fig·. 1 ausgebildet.

Auch bei der Schaltung nach Fig. 4 ist es möglich, eine besonders wirksame Unterdrückung 'der Oszillatorschwinguing in dem Antennenkreis ziui erzielen.

Es ist bei 'den beschriebenen Schaltungen möglieh, das Steuergitter der Röhire an, Erde ziu legen unid ider Kathode eine Hochfrequienzspainraung' gegen Erde zu geben,

Fig. 5 zeigt einie ähnliche Sidhialtluing, bei dear die verschiedenen Elemente mit dein, gleichen Bezuigszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet sind. Ein Schirmgitter muß hierbei nicht notwendigerweise vorhanden sein. Der Vorteil der Gitterbasisschaltung im idieseim FaJl ist der, 'daß das abgelenkte Bündel schärfer begrenzt ist, weil 'die Gesichwinldigkeitsdivergeniz der Elektronen im Bündel in dem Maß geringer ist, in idem' die Anzahl der im Bündejl angeordnetem Gitter kleiner ist.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Schaltung zur Frequenzumwiandlung elektrischer Schwingungen, mit (einer Frequenz von wenigstens 30 MHz mit einer ,als Misdhröbre wirksamen Entladungsröhre, biei der vom der Kathode ein gebündelter Elektronenstrom aus-. geht, der durch eine erste Ho'chfrequenzspiab.¹-niung, die zwischen der Kathode und einem Mtensitätssteuerungsgitter wirksam ist, hinsichtlich der Intensität gesteuert wird, iund bei der das Bündel unter der Einwirkung zweier symmetrisch gegenüber der normalen. Achse des Bündels angeordneter Ablenfcelektrodeni, an denen eine zweite Hochfrequenizspannung wirkaaim ist, einer Ablenksteuerung lunterworfen wird, worauf ' die Elektronen des Bündels auf ein iaius zwei ebenfalls symmetrisch gegenüber der tniosrmalen Bündelaehse angeordneten Teilen bestehendes Anodensystem auftreffen, das gegebenenfalls von den Ablmkelektroden selbst gebildet werden kann, wobei zwischen' 'diesen Teilen, Äe in Abhängigkeit vom.· dem Maß der ' Ablenkung von einem größeren .oder kleineren Teil der Elektronen des Bündels getroffen werden, der Zwischenfrequenzausgangskreis angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile des Anodensystems und die Ablenkelektüoden miteinander kreuizwieise¹ gekoppelt sind, derart, daß die zweite Hoehfrequenzspannung in der Röhre selbst (erzeugt wird und daß ein die Frequenz der so erzeugten Schwingungen bedingendier, abgestimmter Kreis ebenfalls zvvi- 6g sehen den Teilen des Aniodenisystems angeschlossen ist, derart, daß die erwähnten Kreise symmetrisch gegen Erde sijnd.
2. 2. Sichaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, (daß die Entladungsröhre außer den Abfenkelefetroden ein aius zwei Teilen bestehendes Anodensystem 'enthält und die Ablenkelektnodein und die Teile des Anodensystems galvanisch oder kapazitiv kreuzweise verbunden .sind.
3. 3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekemnaeichniat, daß idie Entladungsröhre außer den Ablenkelektroden eine symmetrisch ziu< ihnen ,angeordnete hohle Refiexioniselektrode enthält, welche idie Elektronen des Bündels deoratt reflektiert, daß idie Ablenkielektrode, die das höchste Potential hat, von der geringafleni Anzahl von Elektronen des Bündels getroffen wird.
4. 4. Schaltung mach Anspruch. 1, 2 oder 3, dadurch gekenmzedchniet, daß zwisdheni den Teilen des Aniodensys'tems eine Induktivität amgegeschlossen ist, denen Mitte für Hoidifrequenzsdiwingungen geerdet ist und bei der zwei symmetrisch zu der Mitte liegende. Punkte über· einen Kondensator verbunden sind, der mit dem mittleren Teil der Induktivität einen aiuf eine Zwischenfrequenz !abgestimmten Kreis bildet, während der übrige Teil mit einer zwischen den Teilen des Aniodensystems vorhajndenieta Kapazität, zweckmäßig der natürlichen. Kapazität zwischen 'diesen Teilen, eisen aiuf .die OsziUatorfrequenz abgestimmten Kreis bildet.
5. 5. Schaltung nach Anspruch i, 2 oder 3, da-'durdh. giekeiHnzeicntoie-t, daß zwischen 'den Teilen 'des Anodensystems eine Induktivität amgeschlossen ist, denen Mitte für Hochfrequienzschwingungen geerdet ,und die mit zwlei symmetrisch zu der Mitte !angebrachten Anzapfungen versehen ist, wobei zwischen einer jeden 'dieser Anzapfungen und dem nächstgelegenjen Ende ider Induktivität ein Kondensator !eingeschaltet ist, wobei idie zwei Kondiensaitoireli, deren Kapiazitätswerte gleich sind, gemeinsam mit der Induktivität einen auf die Zwis'chenfrequenz abgestimmten Kreis bilden und der mittlere Teil der Induktivität gemeinsam mit 'der zwischen den Teilen dteir Anode vorhandenen Kapazität aiuf die Oszillatorfrequenz abgestimmt ist.
6. 6. Schaltung nach Anspruch 1, 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Mischröhre eine Entladungsröhre verwendet wird, deren Kathode auf zwei Seiten emittierend ist, so· daß zwei Elektronenbündiel gebildet werden, die von einem gemeinsamen Stautergitter in der Intensität gesteuert wierdem, -und für ein jedes; der Bündel zwei Ablenfeelektrioderj.· und ein aius zwei Teilen bestehendes Anodeinsystem vorhanden sind.
7. 7. Schaltung nach Anspruch 1, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Mischröhre 'eine Entladungsröhre verwendet wird, deren

   Kathode aJuf zwei Seiten emittierend ist, so daß zwei Elektronenbündel gebildet werden, die von einem gemeinsamen Steuiergitter hinsiditlidi der Intensität gesteuert werden, wobei für ein. jedes der Bündel zwei Ablenkelektroden uinid eine Reflexioniseliektriode vorhanden sind.
8. 8. Sdialtung nach einem der Ansprüche 6 '7, dadurch gekennzeichnet, daß symmetrisdi gegenüber der Achse der Kathode liegende Teile der A.blenkelektroden bzw. die Teile des Anodensystems untereinander kreuzweise gialviaraisch verbunden sind.
9. 9. Schaltung- nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Intensitätssteiuerungsgitter iaai Erde gelegt ist 'und -die Kathode die Signalspannung führt.

   Hierzu τ Blatt Zeichnungen

   Q 5427 9.53