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Schaltung zur Verstärkung elektrischer Schwingungen Im Patent 886
470 ist eine Schaltungsanordnung beschrieben zur Verstärkung von elektrischen Schwingungen
mittels mindestens zweier parallel geschalteter, von Steuergittern gesteuerter Entladungsbahnen
mit Charakteristiken, deren Steilheit als Funktion der Steuergitterspannung verschiedenartig
verläuft, wobei die erste Bahn eine verhältnismäßig große mittlere Steilheit und
einen verhältnismäßig kleinen Aussteuerbereich und die zweite Bahn hingegen eine
verhältnismäßig kleine mittlere Steilheit und einen verhältnismäßig großen Aussteuerbereich
besitzt, während Mittel vorgesehen sind, die zwangsläufig bewirken, daß die Verstärkung
bei kleiner Amplitude der zu verstärkenden Schwingungen ausschließlich oder nahezu
ausschließlich durch die erstgenannte Bahn und bei großer Amplitude dieser Schwingungen
ausschließlich oder nahezu ausschließlich durch die letztgenannte Bahn erfolgt.
Diese Schaltung weist das Kennzeichen auf, daß die Signalspannung zusammen mit einer,
von der Signalspannungsamplitude abhängigen Regelspannung auf das der Kathode am
nächsten liegende Steuergitter jeder Bahn wirkt und daß beim Übergang von der ersten
auf die zweite Bahn bei größeren Signalamplituden die Sperrung der ersten Bahn durch
das in der Nähe der Kathode liegende Steuergitter erfolgt und beim Übergang von
der zweiten auf die erste Bahn bei geringeren Signalamplituden die Sperrung der
zweiten Bahn durch ein in der zweiten Bahn liegendes.
«-eiter von
der Kathode entferntes Gitter erfolgt, das mit wenigstens einer in der Bahn mit
der größeren Steilheit liegenden stromführenden Elektrode verbunden ist, welche
über einen Widerstand an einen Punkt positiven Potentials angeschaltet ist.
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Bei einer im Patent 886 47o näher beschriebenen Ausführungsform der
Schaltung wird die erwähnte Hilfselektrode über einen Widerstand mit den gegenseitig
verbundenen Anoden der beiden Entladungsstrecken verbunden; im gemeinsamen .Anodenkreis
dieser Strecken liegt ein vorzugsweise hoher Widerstand solchen Wertes, daß bei
kleinen Amplituden der zu verstärkenden Schwingungen die Entladungsstrecke, in der
sich die Hilfselektrode befindet, gesperrt wird.
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Die Erfindung bezweckt, eine Verbesserung dieser Schaltung zu schaffen,
durch welche die höchsterzielbare Verstärkung erhöht wird. Der Erfindung liegt die
Erkenntnis zugrunde, daß der zwischen der Hilfselektrode und den Anoden vorhandene
Widerstand die Anodenimpedanz und damit die Verstärkung verringert.
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Gemäß der Erfindung wird die Hilfselektrode mit einer in der Entladungsstrecke
mit der verhältnismäßig großen mittleren Steilheit angebrachten Elektrode verbunden,
die sich über ein verhältnismäßig kleines Gebiet dieser Entladungsstrecke erstreckt;
der Hilfselektrode wird über einen vorzugsweise hohen Widerstand eine positive Spannung
erteilt; die erwähnte Elektrode und der erwähnte Widerstand sind derart bemessen,
daß bei verhältnismäßig kleinen Amplituden der zu verstärkenden Schwingungen die
Entladungsstrecke, in der sich die Hilfselektrode befindet, völlig oder praktisch
völlig gesperrt wird.
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Vorzugsweise wird die Hilfselektrode unmittelbar mit der vorstehend
erwähnten Elektrode verbunden.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
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Die Zeichnung veranschaulicht eine Schaltung zur Verstärkung von Niederfrequenzschwingungen,
bei der zwei Entladungsstrecken A und B verwendet werden, die beide
in einer Entladungsröhre i untergebracht sind. Diese Röhre enthält ein Steuergitter
2, ein aus zwei Teilen 3 und 3' bestehendes Schirmgitter, ein Fanggitter 4, eine
Anode 5 und eine Kathode 6, die mit dem Fanggitter .4 verbunden ist. Die vorstehend
erwähnte Hilfselektrode wird vom Teil 3' des Schirmgitters gebildet. Die Entladungsstrecke
A, in der sich diese Hilfselektrode befindet, wird von dem Teil des Steuergitters
gesteuert, der einen ungleichmäßigen Wicklungsschritt aufweist. Der in der anderen
Entladungsstrecke liegende Steuergitterteil ist mit einer konstanten Steigung gewickelt.
Die beiden Steuergitterteile sind elektrisch verbunden. Das Fanggitter 4, die Anode
5 und die Kathode 6 dienen gleichzeitig für die beiden Entladungsstrecken.
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Der Schirmgitterteil 3 ist über einen aus zwei Widerständen 7 und
8 bestehenden Spannungsteiler mit der positiven Klemme einer nicht dargestellten
Gleichspannungsquelle und über einen Kondensator g mit der Kathode 6 verbunden.
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Gemäß der Erfindung ist in der Entladungsstrecke b', d. h. der Entladungsstrecke
mit der verhältnismäßig großen mittleren Steilheit und dem verhältnismäßig kleinen
Gitterraum, eine Elektrode 14 angebracht. Diese Elektrode, die vorzugsweise stabförmig
ausgebildet ist, erstreckt sich über ein verhältnismäßig kleines Gebiet der Entladungsstrecke
B und ist unmittelbar mit der Hilfselektrode 3' verbunden. Das Potential dieser
Elektrode hat wenig oder keinen Einfluß auf den in der Entladungsstrecke B fließenden
Strom. Die Hilfselektrode 3' ist mittels eines hohen Widerstandes io mit der positiven
Klemme einer nicht dargestellten Gleichspannungsquelle verbunden. Die Elektrode
14 und der Widerstand io sind derart bemessen, daß bei verhältnismäßig kleinen Amplituden
der zu verstärkenden Schwingungen die Entladungsstrecke A völlig oder praktisch
völlig gesperrt wird. Die Hilfselektrode 3' ist über einen Kondensator i i mit der
Kathode 6 verbunden. Im Anodenkreis liegt ein verhältnismäßig hoher Widerstand 12.
Der Wert des Widerstandes io ist gewöhnlich höher als der des Widerstandes 12.
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Die zu verstärkenden Niederfrequenzschwingungen werden gemeinsam mit
einer von der Amplitude dieser Schwingungen abhängigen Regelspan nung dem Steuergitter
-, zugeführt. Die verstärkten Schwingungen können über einen Kondensator 13 dem
Widerstand r2 entnommen werden.
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Die Wirkungsweise der Schaltung ist die gleiche wie ,die des d. h.
eine große maximale rauschfreie Verstärkung (bei niedrigem Anodenstrom), wenn die
Amplitude der zu verstärkenden Schwingungen verhältnismäßig klein ist, und eine
sehr gut regelbare Verstärkung, wenn diese Amplitude verhältnismäßig groß ist. Die
hohe maximale Verstärkung wird durch die Entladungsstrecke B erzielt, in welcher
der Schirmgitterteil 3 liegt, während die regelbare Verstärkung mittels der Entladungsstrecke
A erfolgt, in der sich die Hilfselektrode 3' befindet.
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Die selbsttätige Umschaltung der einen Entladungsstrecke auf die andere
erfolgt, wenigstens teilweise, etwas anders als bei der vorstehend erwähnten, in
dem Hauptpatent beschriebenen Ausführungsform der Schaltung.
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Bei einer großen Amplitude der zu verstärkenden Schwingungen, also
bei einem großen negativen Wert der Regelspannung, wird die rechte Entladungsstrecke
von der dem Steuergitter 2 zugeführten Regelspannung gesperrt, während die linke
Entladungsstrecke wirksam bleibt. Bei einer kleinen Amplitude der zu verstärkenden
Schwingungen, also bei einem kleinen negativen Wert der Regelspannung, bleibt die
rechte Entladungsstrecke wirksam, während die linke Entladungsstrecke völlig oder
praktisch völlig gesperrt wird. Diese Sperrung findet wie folgt statt: Bei einer
Abnahme des negativen Wertes der Regelspannung nimmt der Strom der rechten Entladungsstrecke
zu; diesem Strom wird ein kleiner
Teil von der Elektrode 14 entzogen.
Dieser Teil fließt über den Widerstand io zur Kathode und ruft infolgedessen an
diesem Widerstand einen Spannungsverlust hervor. Die Elektrode 14 und der Widerstand
io sind derart bemessen, daß dieser Spannungsverlust so groß ist, daß die Spannung
der Hilfselektrode bis unter den Mindestwert herabsinkt, der zum Aufrechterhalten
des Entladungsstroms erforderlich ist, so daß die linke Entladungsstrecke völlig
oder praktisch völlig gesperrt wird. In diesem Falle trägt also die Entladungsstrecke
A nicht mehr oder praktisch nicht mehr zur Verstärkung bei.
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Die Schaltung bietet gegenüber der in dem Patent 886 47o beschriebenen
Ausführungsform der Schaltung den Vorteil, daß die Anodenimpedanz einen hohen Wert
haben kann, da der Widerstand io nicht länger mit der Anode 5 verbunden ist.
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Ein ähnliches Ergebnis kann auch dadurch erzielt werden, daß die Hilfselektrode
3' mit einer Verlängerung versehen wird, die sich über ein verhältnismäßig kleines
Gebiet der Entladungsstrecke B erstreckt. Bei einer praktischen Ausführungsform
können die Hilfselektrode 3' und das Schirmgitter 3 z. B. koaxial gewickelt sein,
wobei die Hilfselektrode 3' so weit durchgewickelt ist, daß sie das Schirmgitter
3 zu einem kleinen Teil überlappt.