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Schaltungsanordnung mit Magnetfeldröhren Bei Schaltungsanordnungen
mit Magnetfeldröhren zur Erzeugung von äußerst kurzen Wellen sind Rückheizungserscheinungen
in den Röhren bekannt, die einen unstabilen Arbeitspunkt verursachen und meistens
zu einer Zerstörung der Kathode führen. Die .bekannten -/#bh;ilfemaßnahmen sehen
Regeleinrichtungen vor, bei denen der ansteigende Anodenstrom die Größe der. zugeführten
Heizleistung selbsttätig herabsetzt. ierfür sind elektrisch gesteuerte Regelglieder
vorgesehen. Zum Beispiel kann der Anodenstrom die Sättigung des Eisenkernes des
Heiztransformators beeinflussen, so daß bei zunehmendem Anodenstrom die Heizwechselspannung
herabgesetzt wird. Andere Möglichkeiten bestehen darin, über durch den Anodenstrom
gesteuerte Röhrenschaltungen die Emission konstant zu halten bzw. die Größe des
dem Heizkreis zugeführten Stromes odier andere Betriebswerte zu beeinflussen.
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Da der Heizstrom von Magnetfeldröhren meistens in der Größenordnung
von i bis io Amp. bei kleinen Spannungen liegt, ist praktisch ein Betrieb mit Wechselstrom
notwendig, wobei die Primärseite des Speisetransformators wegen der dort vorhandenen
kleineren Ströme gesteuert werden kann. Dileses Vorgehen hat den Nachteil eines
sehr
großen Aufwandes. Außerdem besitzt die Wechselstromheizung
den Nachteil, daß ein starkes Netzbrummen im, Betrieb der Anordnung auftritt. Bei
der Auswahl der bisher üblichen Regelschaltungen geht man von der Annahme aus, daß
die Regelzeitkonstante des Steuermittels äußerst kurz sein muß, da sonst der beabsichtigte
Schutz bzw. der vorgesehene Effekt verlorengeht.
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Der Erfindung liegt eine von der bisher üblichen Auffassung abweichende
Erkenntnis zugrunde und besteht bei Schaltungsanordnungen mit Magnetfeldröhren zur
Erzeugung von äußerst kurzen elektromagnetischen Wollen mit einer Einrichtung zur
Regelung des Heizstromes darin, daß eine mit mechanisch bewegten Teilen ausgerüstete
Regeleinrichtung im Heizstromkreis des Magnetrons in Abhängigkeit von dessen Anodenstrom
derart gesteuert wird, daß die Regelung mit einer gewissen Trägheit erfolgt. Versuche
zeigen, daß Regelgeräte, die mit einer mechanischen Regelung arbeiten, eine Zeitkonstante
aufweisen, die für die Kompensation der Rückheizung durch Heizstromverringerung
ausreichend ist. Außer dem wesentlich kleineren Aufwand wird dadurch die Heizung
der Röhren mit Gleichstrom möglich. Die Anordnung kommt im wesentlichen für Magnetfeldröhren
mit direkt geheizter Kathode in Betracht, dabei Röhren mit indirekter Heizung die
Zeitkonstante vom Heizkreis zur Emissionsschicht so groß ist, daß der Gedanke der
selbsttätigen Rücksteuerung vollkommen unmöglich in der Ausführung ist.
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Bei der praktischen Ausführung eines solchen mechanischen Reglers
hat sich das Prinzip des Kohledruckreglers zur selbsttätigen Rückheizungs-Begrenzung
gut bewährt. Die Zeitkonstante dieser Regler ,ist immerhin genügend klein, damit
die vorgesehene Rückstellung wirksam ist. Ein Vorteil der Anwendung des mechanischen
Reglers besteht in der stetigen Regelkurve, die mit den üblichen Kohledruckreglern
erreichbar ist. Es stellt sich dann ini Betrieb ein absolutes Gleichgewicht zwischen
Steuerkreis und geregeltem Kreis ein. Für den praktischen Betrieb ist es außerdem
zweckmäßig, daß die Regelkurve und die Regelsteilheit eingestellt werden können:
Auf diese Weise können verschiedene Betriebszustände der Röhre im Dauerbetrieb eingeregelt
werden. Diese Bedingung läßt sich durch die Regelung der mechanischen Vorspannung
der Kohieplättchen erzielen, z. B. durch Einstellung des Druckes einer Feder auf
das Kohleplättchenpaket.
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In der Abbildung ist eine Ausführung der Erfindung dargestellt. Es
wird eine Zweischlitzmagnet feldröhre gezeigt, bei der der automatische Regler am
besten arbeitet. Hier steigt nämlich der Anodenstrom tatsächlich mit stärker werdender
Emission so an, daß er zur Regelung des Heizkreises ausnutzbar ist. Bei Magnetfeldröhren
mit einer anderen Anzahl Schlitze ist dieser Zusammenhang nicht immer erfüllt. Besonders
vorteilhaft ist der Steuervorgang bei Anwendung von Laufzeitschwingungen unter Ausnutzung
der Rollbahnbewegung der Elektronen (n = i). In der dargestellten Anordnung
ist mit 2 die -Hülle eines Magnetruns bezeichnet, in der die Kathode 3 des Elektrodensystems
untergebracht ist, und zwar steht sie senkrecht zur Bildebene. Die 'Kathode ist
konzentrisch von den Anodenstigmen-! ten 5 umgeben, die mit einem Lechersystem aus
den Leitern 7 verbunden sind. Diese Leiter können aus Metallband bestehen und dienen
zur Auskopplung der mittels des Elektrodensystems angeregten Schwingungen. Im neutralen
Punkt 9 des Lechersystems erfolgt die Zuführung der Anodenspannung zu den Segmenten
5.
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Der Heizstromkreis i i der Kathode 3 enthält außer der Stromduelle
12, einen sogenannten Kohledruckregler 1,4, der in bekannter Weise aus mehreren
übereinandergeschichteten Kohleplättchen besteht, die unter einem gewissen Druck
aneinander anliegen. Durch Veränderung dieses Druckes läßt sich der Widerstand der
Kohlesäule regeln, so daß auf diese Weise der Heizstrom veränderlich ist. Die Regelung
des Druckes erfolgt durch Veränderung der Vorspannung einer auf dfe K olilesäule
wirkenden Feder 15. Zu diesem Zweck greift eine verstellbare Schraube 16 an der
Feder an. Auf diese Weise läßt sich ein gewisser Grundheizstrom im Stromkreis i
i einstellen. Eine weitere Einflußnahme auf die Kohlesäule 1q. erfolgt mittels eines
daran -angreifenden Gestänges 18, das mittels des Ankers 2o betätigt wird, der seinerseits
unter der Wirkung der im Anodenstromkreis 21 liegenden Erregerwicklung 22 steht.
Es ist verständlich, daß bei der Erhöhung der Emission infolge von Rückhei,zungserschednun!gen
durch .auf dlie Kathode 3 gelangende Elektronen der Strom im :#.nadenstromkreis
21 erhöht und damit der Anker 2o angezogen wird. Damit ist eine Verringerung des
Druckes auf die Kohlesäule 1.4 verbunden, deren Widerstand damit zuirinimt und !infolgedessen
eine Verringerung des Stromes im Heizstromkreis zur Folge hat. Auf diese Weise läßt
sich ein bestimmter Betriebszustand einregeln.
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Durch Einstellung der Vorspannung der Kohleplättchen des Reglers kann
der Arbeitspunkt der Röhre, d.h. die Dosierung der Grundleistung beeinflußt werden.
Bei der Anwendung eines solchen Schalters war mit Zweischlitzröhren bei 6-em-Wellen
eine Schwingleistung von: i= W erreichbar, während die gleiche Röhre ohne Regler
wegen der Röhrengefährdung infolge Rückheizung nur mit o,i W betrieben werden durfte.
Eine Zweischlitz_-röhre für 2-cm-Wellen konnte ohne Rückheizungsbegrenzung überhaupt
nicht zum Anschwingen gebracht werden, während durch Anwendung der erfindungsgemäßen
Schaltung ein stabiler Dauerbetrieb mit etwa o,ä W auskoppelbarer Leistung durchführbar
war. Die Automatik besitzt weiterhin noch den großen Vorteil, daß Schwankungen der
Heiz- und Anodenspannungstluelle weitestgehend ausgeregelt werden. Der Aufwand für
die Regeleinrichtung ist äußerst klein. Bei dem angeführten Beispiel des Senders
für 2-cm-Wellen wog das Regelgerät etwa 300 g und war etwa faustgroß, 1 während
ein Röhrenregelgerät gleicher Wirkung
früher einen Gewichtsaufwand
von etwa 20 kg erforderte und etwa die Größe eines mittleren Rundfunkempfängers
besaß.