DE899834C

DE899834C - Mixing tubes

Info

Publication number: DE899834C
Application number: DET4560A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Peter Dick; Dr-Ing Johannes Pietrzyk; Dr-Ing Horst Rothe
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1951-07-14
Filing date: 1951-07-14
Publication date: 1953-12-17

Description

Mischröhre Für die multiplikative Mischung in Hochfrequenzempfängern, beispielsweise in Rundfunkempfängern, benutzt man in,dier Regel als Mischröhre eine Hexode, bestehend aus ,der Kathode, dem ersten Steuergitter oder Eingangsgitter, einem Schirmgitter, dem Mischgitter, einem weiteren Schirmgitter und der Anode. In der Regel ist das Hexodensystem in einem Kolben mit einem Triod!ensystem, das zur Erzeugung -der Os.zillatorschwin gungen benutzt wird, vereinigt. Bei den üblichen Röhren ist das. Oszillatorgitter des Triodensystems mit dem Mischgitter des Hexodensystems galvanisch verbunden.Mixing tube For multiplicative mixing in high-frequency receivers, For example, in radio receivers, one usually uses a mixer tube as a mixer Hexode, consisting of the cathode, the first control grid or input grid, a screen grid, the mixing grid, another screen grid and the anode. As a rule, the hexode system is in a flask with a triode system, the is used to generate the oscillator oscillations. With the usual Tubes is the. Oscillator grid of the triode system with the mixed grid of the hexode system galvanically connected.

In Abb. i ist im Prinzip ein Schnitt durch d!as Hexodensystem einer solchen Röhre dargestellt. Das erste Steuergitter ist mit i, das darauffolgende Schirmgitter mit a, ,das Mischgitter mit 3, das anschließende Schirmgitter mit q. und die Anode mit 5 bezeichnet. Die von der Kathode 6 emittierten Elektronen werden einerseits durch die am Mischgitter 3 l.iegendenOszillatorschwingunbrnen gesteuert. Das erste Steuergitter bewirkt eine: Raumladesteuerung @6er Elektronen. Infolge der ,durch das Mischgitter erfolgenden Steuerung werden die Elektronen teilweise umgelenkt -und gelangen entweder auf das erste Schirmgitter a oder aber fluten noch weiter zurück und gelangen beispielsweise auf dem Wege der in Abb. i dargestellten Pendelbewegung auf das erste Steuergitter. Diese zurückflutenden Elektronen bewirken insbesondere bei sehr kurzen Wellen eine Dämpfung,des Eingangskreises, was .sich letzten Endes in einer Verstärkungsminderung auswirkt.In fig. I there is basically a section through the hexode system such tube shown. The first control grid is with i, the following one Screen grid with a, the mixed grid with 3, the subsequent screen grid with q. and the anode is denoted by 5. The electrons emitted from the cathode 6 are controlled on the one hand by the oscillator vibrations located on the mixing grid 3 l. The first control grid causes a: Space charge control @ 6 electrons. As a result the control performed by the mixing grid, the electrons become partial deflected -and either reach the first screen grid a or still flood further back and get, for example, on the way shown in Fig. i Pendulum movement on the first control grid. This cause electrons flowing back especially with very short waves a damping of the input circuit, what .sich ultimately results in a gain reduction.

Diese bisher üblichen Mischröhren haben jedoch auch noch andere Nachteile. Infolge der statischen Kapazität zwischen .den beiden Gittern i. und 3 und als Folge der rückflutenden Elektronen erfolgt nämlich eine Ausstrahlung :der Oszillatorfrequenz über den. Eingangskreis, sofern man vor der Mischröhre nicht noch eine besondere Vorröhre anordnet. Dne Ausstrahlung,der Oszillatorfrequenz wirkt sich insbesondere auf den Fernsehempfang umgünstig aus; weil ,ein Fernsehempfänger sehr breitbandig ausgebildet ist.However, these previously common mixing tubes also have other disadvantages. As a result of the static capacity between the two grids i. and 3 and as a result the returning electrons are emitted: the oscillator frequency above the. Input circuit, provided that there is no special pre-tube in front of the mixer tube arranges. Dne charisma, the oscillator frequency affects in particular the TV reception from cheap; because a television receiver is very broadband is.

Weiterhin sei -darauf hingewiesen, daß bei den üblichen, das Misch- und das Oszillatorsystem enthaltenden Röhren eine Frequenzverwerfung dies Oszillators durch Änderung von Röhrenkapazitäten in Abhängigkeit von der Regelung, bedingt durch induzierte Aufladungen an den Steuergittern, leicht eintritt. Schließlich wird bei diesen, Systemen noch das Auftreten einer doppelten Mischung als nachteilig empfunden, die dadurch zustande kommt, daß die Zwischenfrequenz von der Anode des Mischsystems kapazitiv auf die Anode des: Oszillatorsystems, gelangt. Da die Anode und glas Gitter des Oszillatorsystems rückgekoppelt sind, gelangt @die Zwischenfrequenz damit auch auf das, Gitter. Zusammen mit der Oszillatorfrequenz entsteht die Eingangsfrequenz, die über das: Mischgitter -des Mischsystems. kapazitiv auf das Eingangsgitter gelangt. Je nach Phasenlage kann nun im Mischsystem eine unerwünschte Rückkopplung oder Gegenkopplung hervorgerufen werden.Furthermore it should be pointed out that with the usual, the mixing- and tubes containing the oscillator system, a frequency distortion of the oscillator by changing tube capacities depending on the regulation, due to induced charges on the control grids, easily occurs. Finally, at these systems still felt the occurrence of a double mixture as disadvantageous, which comes about that the intermediate frequency from the anode of the mixing system capacitive to the anode of the oscillator system. As the anode and glass grid of the oscillator system are fed back, @ the intermediate frequency also arrives on that, grid. Together with the oscillator frequency, the input frequency is created, via the: mixing grid - the mixing system. reaches the entrance grille capacitively. Depending on the phase position, an undesired feedback or negative feedback can now occur in the mixed system be evoked.

Alle diese Nachteile sind im wesentlichen gegeben durch die infolge der Stromverteil.ungssteuerung auf,das erste Steuergitter rückflutenden Elektronen, wie es: in Abb. i dargestellt ist. In Abb. a ist noch eine schaubildliche Darstellung gezeigt, in der in Abhängigkeit von der negativen Verspannung der Anodenstrom IQ und die Summe der ,Schirmgitterströme Ig 2 -I- 4 aufgetragen sind. Aus diesem Schaubild ist zu ersehen, Jaß man, den Arbeitspunkt des- Mischsystems stets in einen Bereich legen muß, in dem auch ein beachtlicher Schirmgitterstrom fließt, so daß man also tatsächlich in, diesem Arbeitspunkt auch mit zurückflutenden Elektronen zu tun hat.All of these disadvantages are essentially given by the consequence the power distribution control on, the first control grid refluxing electrons, as it: is shown in Fig. i. In Fig. A is another graphical representation shown in which the anode current IQ as a function of the negative voltage and the sum of the screen grid currents Ig 2 -I- 4 are plotted. From this graph can be seen, yes, the working point of the mixing system is always in one area must place, in which a considerable screen grid current flows, so that one actually in, this working point also has to do with electrons flowing back.

Wenn man auch einen Teil,der erwähnten Nachteile der üblichen Mischröhren, beispielsweise die Ausstrahlung der Oszillatorfrequenz, dadurch beseitigen kann, .daß man vor dlie Mischstufe eine abgestimmte Vorstufe setzt, so wird doch das Bedürfnis nach einem Mischsystem .immer dringender, das ,die eingangs erwähnten Nachteile nicht mehr aufweist. Das erwähnte Vo-rstufensystem beseitigt eben nur einen Teil der erwähnten Nachteile, außerdem bringt die Verwendung einer Vorstufe eine wesentliche Verteuerung eines Empfangsgerätes mit sich.If you also take part of the mentioned disadvantages of the usual mixer tubes, for example the radiation of the oscillator frequency, thereby eliminating, .that a coordinated preliminary stage is set before the mixer stage, that is how the need arises after a mixed system. more and more urgent, that, the disadvantages mentioned at the beginning no longer has. The aforementioned pre-stage system only eliminates a part of the disadvantages mentioned, in addition, the use of a preliminary stage brings an essential one Increase in the price of a receiving device.

Die erwähnten Nachteile werden dann vermieden, wenn man gemäß der Erfindung das Eingangsgitter in üblicher, eine Raumledesteuerung des Elektronenstromes bewirkenden Weise anordnet und ausbildet und wenn das Mischgitter aus eine Quersteuerung des von der Kathode ausgehenden Elektronenstromes bewizkenden AblenIkplatten besteht. Die Erfindung besteht aI.s:o in der Kombination,der an sich bekannten. Raumladesteuerung des Eingangsgitters mit einer Quersteuerung des Mischgitters. Die Vorteile dieser Kombination bestehen nicht nur in der Vermeidung der eingangs geschilderten, den bisher üblichen Mischröhren anhaftenden Nachteile, sondern auch noch darin, daß man bei einer großen Primärsteilheit eine verhältnismäßig kurze Röhre erhält, während die Quersteuerung im allgemeinen einen verhältnismäßig großen Raum beansprucht. Durch die kleinen Elektrodenabstände für,das Primärsystem, die erst durch die Verwendung der Quersteuerung für Idas Mischgitter ermöglicht werden, erhält man mit einer solchen Röhre,die Vorteile normaler Kurzwellenröhren; gleichzeitig genießt man jedoch die Vorteile, die mit der Quersteuerung verbunden sind.The disadvantages mentioned are avoided if one according to the Invention the input grid in the usual, a space control of the electron flow arranges and trains effecting way and when the mixing grid from a cross control of the deflecting plates that cause the electron flow emanating from the cathode. The invention consists as: o in the combination of those known per se. Space loading control of the input grid with a cross control of the mixing grid. The advantages of this The combination does not only consist in avoiding the aforementioned, the Hitherto customary mixing tubes inherent disadvantages, but also in the fact that a relatively short tube is obtained with a large primary slope, while the lateral control generally takes up a relatively large amount of space. Because of the small gap between the electrodes for the primary system, which only occurs through the use the transverse control for Ida's mixing grid is achieved with such a grid Tube, the advantages of normal shortwave tubes; at the same time, however, you enjoy the Advantages associated with aileron control.

An sich ist,die Verwendung der Quersteuerung in einer Mischröhre bereits: bekannt. Die bekannte Anordnung verwendet jedoch sowohl für die Steuerung,des Eingangs- als auch für die Steuerung des Mischgitters die Querablenkung des Elektronenstrahls. Diese vorgeschlagene Röhre ist in einem üblichen Empfänger infolge ihrer außerordentlichen Länge nicht zu verwenden. Im übrigen besitzt sie nicht ,die Vorteile, die das vorgeschlagene System ,durch die Raumladesteuerung,des Eingangsgitters auszeichnen,.In itself, using the aileron control in a mixer tube is already: known. However, the known arrangement uses both for the control, the input as well as the transverse deflection of the electron beam for controlling the mixing grid. This proposed tube is extraordinary in a common receiver because of its Length not to be used. In addition, it does not have the advantages that the proposed one System, characterized by the space loading control, of the entrance grille.

Es ist auch bereits eine Elektronenröhre bekannt, die einerseits mit Raumladüngssteuermitteln versehen ist, um in Abhängigkeit von den Steuerspannurigen die Intensität des Elektronenstromes zu beeinflussen, und bei der andererseits elektrostatische Ablenkmitt.el vorgesehen sind, mit deren Hilfe .in Abhängigkeit von der Steuerspannung ein wechselnd großer Teil des Elektronenstromes auf -die Anode bzw. in die weitere Entladungshahn gelenkt wird. Bie.i :dieser bekanntenAnordnung handelt es sich im Gegensatz zur Erfindung nicht um eine Mischröhre. Es werden also mit dieser bekannten Anordnung gar nicht die Vorteile erzielt, die der erfindungsgemäßen: Anordnung eigen sind. Die Anwendung ;dies an sich bekannten Vorschlages, eine Raumladesteuerung mit einer Ablenksteuerung zu kombinieren, bei einer Mischröhre, bei der das Eingangsgitter in eine Rauml,aides-teuerung des Elektronenstromes bewirkender Weise angeordnet und ,ausgebildet ist und das Mischgitter aus A'blenkplatten -besteht, ergibt ein Mischsystem, das vor allen Dingen gegenüber den bisher üblic her Mischröhren den Vorteil besitzt, -daß .durch die Trennung der Steuerungen eine Ausstrahlung der Oszillatorfrequenz vermieden wird.There is also already an electron tube known which, on the one hand, has Space charge control means is provided in order to depend on the control voltages to influence the intensity of the electron flow, and on the other hand electrostatic Deflection means are provided, with the help of which .depending on the control voltage an alternating large part of the electron flow on the anode or in the other Discharge cock is directed. Bie.i: this known arrangement is in the In contrast to the invention, there is no mixing tube. So it will be known with this one Arrangement does not even achieve the advantages inherent in the arrangement according to the invention are. The application; this per se known proposal, a space loading control to be combined with a deflection control for a mixer tube with the input grille arranged in a Rauml, aides control of the electron flow causing way and, is formed and the mixing grid consists of deflector plates, results in a Mixing system, which is above all compared to the previously common mixing tubes The advantage is that the separation of the controls means that the Oscillator frequency is avoided.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abb.3 bis 5 -dargestellt. Während Abb.3 schematisch das Prinzip der Erfindung .darstellt, ist in Abb. q. leinhorizontaler Schnitt durch eine vertikal aufgestellte Röhre wiedergegeben. Abb. 5 stellt eine Besonderheit des Ablenksystems für die Quersteuerung des Mischgitters dar.Embodiments of the invention are shown in Figures 3 to 5. While Fig.3 schematically shows the principle of the invention, Fig. Q. less horizontal Section through a vertically positioned tube. Fig. 5 represents a Special feature of the deflection system for the transverse control of the mixing grid.

Das primäre System ist in Abb. 3 in einem auf Kathodenpotential liegendenAbschirmkäfigg untergebracht. Es_ besteht .aus der Kathode 7 und dem Eingangsgittr 8, ,das in üblicher Weise linsenförmig ausgebildet ist. Um die Eingangskapazität, d. h. also die Kapazität Kathode/Gitter, so klein wie möglich zu halten, ist die Kathode 7 innerhalb dies von den Winidungen des Gitters 8 eingeschlossenen Raumes derart angeordnet, daß das emittierende Stück der Kathodenoberfläche den Gitterwindungen am nächsten liegt. Man, könnte zwar lediglich ein halbes Gitter vorsehen, da die von Bier emittierenden Seite der Kathode abgekehrte Seite der Gitterwindung= für den Steuerungsvorgang nicht benötigt wird. Eine solche Ausbildung ,des Gitters wäre jedoch konstruktiv schwierig. Man: erzielt die gleichen Vorteile, wenn man d;ie Kathode in der beschriebenen Weise unsymmetrisch zu den Gitterwindungen anordnet.The primary system is housed in Fig. 3 in a shielding cage at cathode potential. It is _ .from the cathode 7 and the Eingangsgittr 8, which is formed lens-shaped in a conventional manner. In order to keep the input capacitance, ie the cathode / grid capacitance, as small as possible, the cathode 7 is arranged within the space enclosed by the windings of the grid 8 in such a way that the emitting piece of the cathode surface is closest to the grid windings. It is true that only half a grid could be provided, since the side of the grid winding facing away from the beer-emitting side of the cathode = is not required for the control process. Such a training, however, the grid would be structurally difficult. The same advantages are achieved if the cathode is arranged asymmetrically to the lattice windings in the manner described.

Wie bereits erwähnt, braucht nur der in Richtung der -das Mischgitter .darstellenden Ablenkplatten liegende Teil de-,r Kathode mit einer Emissionsschicht versehen zu sein. Das eigentliche Mischsystem ist in einem weiteren Abschi:rmkäfig io angeordnet, der auf Schirmgitterpotential liegt. Eine in Strahlrichtung liegende Öffnung dieses Absc'hirmkäfigs io enthält das eigentliche Schirmgitter i i, durch das die von,dem ersten Steuergitter 8 gesteuerten Elektronen hin@durchtreten. An der gegenüberliegenden Seite besitzt der Abschirmkäfig io eine weitere Öffnung, die den Elektronenstrahl auf de Anode 13 durchtreten läßt.As already mentioned, only the one in the direction of -the mixing grid needs .representing deflection plates lying part of the cathode with an emission layer to be provided. The actual mixed system is in a further separation cage io arranged, which is at screen grid potential. One lying in the direction of the beam Opening this Absc'hirmkäfigs io contains the actual screen grid i i, through that the electrons controlled by the first control grid 8 pass through. At the opposite side of the shielding cage io has another opening, which allows the electron beam to pass through on de anode 13.

Die Steuerung in Abhängigkeit von der Oszillatorspannung erfolgt mit Hilfe der Able ,nkpl.atte:n 12, wodurch bewirkt wird, daß der Elektronenstrahl entweder auf der Innenkante des auf Schirmgitterpotential liegenden Abschirmkäfigs io oder mehr oder weniger auf die Anode 13 gelangt. Eine Umkehr der Elektronen auf das Eingangsgitter ist bei dieser Art der Steuerung nicht mehr möglich.The control depending on the oscillator voltage takes place with Help the Able, nkpl.atte: n 12, which causes the electron beam either on the inner edge of the screening cage, which is at screen grid potential, io or more or less reaches the anode 13. A reversal of the electrons on the input grid is no longer possible with this type of control.

Während .die eine Ablenkplatteii2 bei .der Anordnung nach Abb.3 auf Kathodienpotential liegt und der anderen Ablenkplatte die hochfrequente Oszill.atorspannung zugeführt wird, ist bei Ader Anordnung nach Abb. 5 noch eine Gleichvorspannung an die Ablenkplatte gelegt. Diese Gleichvorspannung bewirkt von. vornherein eine Ablenkung des Elektronenstrahls, die deshalb nicht störend wirkt, weil die Ablenkplatten in der dargestellten Form gekrümmt sind. Die Frontplatte 18 des Abschirmkäfigs ist nunmehr seitlich angebracht, in gleicher Weise die Anode i9. Der Vorteil der bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb.5 gewählten Strahlumlenkung gegenüber der Anordnung nach Abb. 3 besteht darin, d:aß man mit diieser Anordnung eine Fokussierung des Strahles erreicht, d;ie unabhängig von Spannungsschwankungen ist. Außerdem ergibt ,diese Anordnung eine größere Steilheit des Mischsystems.While .the one baffle plateii2 in the arrangement according to Fig Cathode potential is and the other deflection plate the high-frequency oscillator voltage is supplied, with the wire arrangement according to Fig. 5, a DC bias is still applied placed the baffle. This DC bias is caused by. a distraction from the start of the electron beam, which does not have a disruptive effect because the deflection plates in the shape shown are curved. The front panel 18 of the shield cage is now attached to the side, in the same way the anode i9. The advantage of the The beam deflection selected in the exemplary embodiment according to Fig. 5 compared to the arrangement According to Fig. 3, there is a focussing of the with this arrangement Reached beam, which is independent of voltage fluctuations. Also results , this arrangement a greater steepness of the mixing system.

In Abb. 4 .ist die konstruktive Ausbildung der in Abb. 3 im Prinzip dargestellten Anordnung wiedergegeben. Die gleichen Teile sind durch die gleichen Bezugszeichen :gekennzeichnet, so daß sich eine Beschreibung :des. Mischsystems gemäß Abb.4 erührigt. Es sei lediglich dürauf hingewiesen, daß sowohl dieses Mischsystem ,als .auch das lediglich diurch eine gestrichelte Umrandung dargestellte Triodensystem 15 in einem gemeinsamen: Röhrenkolben 14 untergebracht sind.In Fig. 4 the structural design is that in Fig. 3 in principle shown arrangement reproduced. The same parts are through the same Reference signs: marked so that a description: des. Mixed system according to Fig. 4. It should only be pointed out that both this mixing system , than .also the triode system shown only by a dashed border 15 in a common: tubular piston 14 are housed.

Claims

PATENT CLAIM: i. Mixing tube for the multiplicative mixing of Reception and oscillator frequency with the input grid and oscillator grid through, a grid lying at positive potential are separated from one another characterized in that the input grid in the usual, a space load 'control of the Electron flow effecting manner is arranged and formed and that the mixing grid off, an output control of the electron flow emanating from the cathode: effecting There are baffles.

2. Mixing tube according to claim i, characterized in that: diaß only that part of the cathode with an emission layer facing in the direction of the baffles is provided.

3. Mixing tube according to claim i and: 2, characterized in that the cathode within that enclosed by the turns of the input grid. Space is arranged in such a way that the emitting piece of its surface corresponds to the lattice windings: is closest.

4. Mixing tube according to claim i to 3, dia: characterized by, that cathode and input grid within one lying at cathode potential Shielding cage are arranged, -the only lines gap for the passage of the Has electron beam.

5. Mixing tube according to claim i to 4, characterized. that: the deflection plate system in a further, lying on positive potential Shielding cage is arranged, the only openings for entry and, for the exit of the electron beam.

6. Mixing tube according to claim i to 5 "thereby characterized in that one plate of the deflection system is at cathode potential.

7. Mixing tube according to claim i to 6, characterized in that: that on the baffles : a DC: bias voltage is applied to be formed so as to be curved; that the electron beam due to the DC bias along approximately the between the center line lying on the plates and that the outlet opening of the shielding cage (i8) and the anode (ig) at the exit point of the electron beam from the deflection plates are arranged. B. mixing tube according to claim i to 7, characterized by the union of the mixing system with the oscillator system in a common tubular flask. G. Mixing tube according to Claim 8, characterized in that the grid of the oscillator system galvanic or capacitive with the plate not at cathode potential of the deflection system @ is connected.