Schaltungsanordnung für gleichstromgespeiste Röhrenheizkreise, vorzugsweise
in Meßverstärkern In Röhrenheizkreisen, in denen wenigstens eine direkt geheizte
Röhre (die wegen ihrer geringen Wärmeträgheit sehr schnell aufheizt) mit indirekt
geheizten Röhren (die wegen ihrer großen Wärmeträgheit sehr langsam aufheizen) in
Reihe geschaltet ist, besteht bekanntlich die Gefahr, daß der Heizfaden der direkt
geheizten Röhre beim Einschalten des Heizstromes durchbrennt, da er bereits aufgeheizt
bzw. überheizt ist, bevor der Einschaltüberstrom abgeklungen ist, der durch die
niedrigen Kaltwiderstände der Heizfäden der indirekt geheizten Röhren hervorgerufen
wird.Circuit arrangement for tube heating circuits supplied with direct current, preferably
in measuring amplifiers In tube heating circuits in which at least one is directly heated
Tube (which heats up very quickly due to its low thermal inertia) with indirect
heated tubes (which heat up very slowly due to their high thermal inertia) in
Is connected in series, there is known to be the risk that the filament of the direct
The heated tube burns out when the heating current is switched on because it is already heated
or is overheated before the inrush overcurrent caused by the
caused low cold resistance of the filaments of the indirectly heated tubes
will.
Zum Schutze gegen diesen Überstrom sind Schaltungsanordnungen bekannt,
in denen der Heizfaden der direkt geheizten Röhre beim Aufheizen der indirekt geheizten
Röhren kurzgeschlossen oder durch einen Nebenschlußwiderstand überbrückt ist. Dieser
Nebenschluß wird selbsttätig unterbrochen, sobald die indirekt geheizten Röhren
voll aufgeheizt sind, was sicher der Fall ist, wenn auch die Kathoden dieser Röhren
warm geworden sind und der Anodenstrom einsetzt. Man hat daher den Nebenschluß durch
den Kontakt eines Relais aufheben lassen, dessen Wicklung in den Anodenstromkreis,
insbesondere zwischen den Kathoden der indirekt geheizten Röhren und Masse, eingeschaltet
war.Circuit arrangements are known to protect against this overcurrent,
in which the filament of the directly heated tube when heating up the indirectly heated one
Tubes short-circuited or bridged by a shunt resistor. This
Shunt is automatically interrupted as soon as the indirectly heated tubes
are fully heated, which is certainly the case, even if the cathodes of these tubes
have become warm and the anode current starts. You therefore have the shunt through
have the contact of a relay canceled, its winding in the anode circuit,
in particular between the cathodes of the indirectly heated tubes and ground, switched on
was.
Heizkreise der beschriebenen Art werden mit Rücksicht auf die direkt
geheizte Röhre mit Gleichstrom gespeist. Es ist ferner üblich, daß der Heizfaden
der direkt geheizten Röhre dem Minuspol des Heizkreises elektrisch näher liegt als
die Heizfäden der indirekt geheizten Röhren, da direkt geheizte
Röhren,
sofern sie mit indirekt geheizten zusammenarbeiten, heutzutage praktisch nur noch
für Eingangsstufen in Frage kommen, besonders wenn es sich um 'Elektrometerröhren
handelt.Heating circuits of the type described are with regard to the direct
heated tube fed with direct current. It is also common that the filament
the directly heated tube is electrically closer to the negative pole of the heating circuit than
the filaments of the indirectly heated tubes, since they are directly heated
Tubes,
as long as they work with indirectly heated, practically only nowadays
for input stages come into question, especially when it comes to 'electrometer tubes
acts.
Unter Ausnutzung dieser Umstände schlägt die Erfindung zum Schutze
der direkt geheizten Röhren eines solchen Heizkreises eine besonders einfache Schaltungsanordnung
vor, bei der mechanisch bewegte Organe (Relaiskontakte od. dgl.) vermieden sind.
Erfindungsgemäß ist der den Nebenschluß bildende Widerstand an die Verbindungsleitung
zwischen der direkt geheizten und der vorhergehenden indirekt geheizten Röhre über
einen Richtleiter angeschlossen, dessen Durchlaßrichtung mit der Richtung des von
den indirekt geheizten Röhren zum Nebenschlußwiderstand fließenden Stromes übereinstimmt,
und an die Verbindungsleitung zwischen Richtleiter und Nebenschlußwiderstand sind
die Kathoden der indirekt geheizten Röhren (bzw. die Fußpunkte ihrer Kathodenwiderstände)
angeschlossen.Taking advantage of these circumstances, the invention proposes protection
the directly heated tubes of such a heating circuit a particularly simple circuit arrangement
before, in which mechanically moving organs (relay contacts or the like) are avoided.
According to the invention, the resistor forming the shunt is connected to the connecting line
between the directly heated and the preceding indirectly heated tube
connected to a directional conductor, whose direction of transmission corresponds to the direction of
the indirectly heated tubes correspond to the shunt resistor of the flowing current,
and to the connection line between the directional conductor and the shunt resistor
the cathodes of the indirectly heated tubes (or the base points of their cathode resistances)
connected.
Es ist zwar auch bekannt, den Einschaltüberstrom dadurch zu unterdrücken,
daß man in den Heizkreis einen sogenannten Heißleiter, also einen Widerstand mit
negativer Temperaturabhängigkeit (z. B. einen Urandioxydwiderstand), einschaltet.
Ein solcher Heißleiter ist aber für Verstärker, bei denen eine besonders hohe Konstanz
des Verstärkungsgrades und damit auch des Heizstromes gefordert wird (z. B. Meßverstärker),
sehr unzweckmäßig, da seine Widerstands-Temperatur-Kennlinie so steil ist, daß bereits
mäßige Schwankungen der Raumtemperatur eine unzulässige Abweichung des Heizstromes
verursachen würden.It is also known to suppress the inrush overcurrent by
that you have a so-called NTC thermistor, i.e. a resistor, in the heating circuit
negative temperature dependence (e.g. a uranium dioxide resistor), switches on.
Such a thermistor is however for amplifiers, which have a particularly high degree of constancy
the gain and thus also the heating current is required (e.g. measuring amplifier),
very inexpedient because its resistance-temperature curve is so steep that it is already
moderate fluctuations in room temperature an impermissible deviation of the heating current
would cause.
Schließlich sind auch Schaltungsanordnungen zur Stabilisierung der
Heizspannungen von in Serie geschalteten, direkt geheizten Elektronenröhren bekannt,
bei denen zu jeder Röhre ein Trockengleichrichter parallel geschaltet ist. Hierbei
wird aber nicht von dessen Sperrwirkung Gebrauch gemacht, sondern lediglich von
seiner Eigenschaft als Halbleiter mit fallender Widerstand-Spannungs-Charakteristik,
den ein solcher Gleichrichter in seinem Anlaufgebiet darstellt. Diese Schaltungsanordnungen
sind aber für die Zwecke der vorliegenden Erfindung nicht geeignet, da sie nur die
üblichen Netzspannungsschwankungen, die im allgemeinen kaum mehr als ± io °% betragen,
ausgleichen können, nicht aber die durch die erwähnten niedrigen Kaltwiderstände
der Heizfäden der indirekt geheizten Röhren verursachten Einschaltstromstöße,-bei
denen unter Umständen mit Stromüberhöhungen von ioo °/o zu rechnen ist. Ferner ist
zu bemerken, daß der Durchlaßwiderstand von Trockengleichrichtern insbesondere im
Anlaufgebiet in nicht zu vernachlässigendem Maße temperaturabhängig ist. Da aber
in diesen Schaltungsanordnungen die Stromregelung ausschließlich und ständig von
dem Widerstand der Gleichrichter abhängt, so beeinträchtigt deren Temperaturabhängigkeit
ähnlich wie bei den erwähnten Heißleitern die Konstanz des Heizstromes. Dagegen
ist die Temperaturabhängigkeit eines Richtleiters in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
für die Konstanz des Heizstromes im Betriebszustand unschädlich, da hier der Richtleiter
nur bis zum Abklingen des Einschaltüberstromes von einem mit dem Heizstrom vergleichbaren
Strom durchflossen wird, während er, sobald der Heizstrom stationär geworden ist,
bei richtiger Bemessung aller Schaltelemente praktisch stromlos ist.Finally, there are also circuit arrangements for stabilizing the
Heating voltages of series-connected, directly heated electron tubes known,
In which a dry rectifier is connected in parallel to each tube. Here
however, no use is made of its blocking effect, but only of
its property as a semiconductor with falling resistance-voltage characteristics,
which such a rectifier represents in its start-up area. These circuit arrangements
but are not suitable for the purposes of the present invention, since they only have the
usual mains voltage fluctuations, which are generally hardly more than ± io °%,
can compensate, but not those caused by the low cold resistances mentioned
of the filaments of the indirectly heated tubes caused inrush current surges
which under certain circumstances an excess current of 100% is to be expected. Furthermore is
to note that the forward resistance of dry rectifiers especially in the
The approach area is temperature-dependent to a not insignificant extent. Here but
in these circuit arrangements the current control exclusively and constantly from
depends on the resistance of the rectifier, so its temperature dependence is impaired
similar to the thermistors mentioned, the constancy of the heating current. Against it
is the temperature dependence of a directional conductor in the circuit arrangement according to the invention
Harmless to the constancy of the heating current in the operating state, since the directional conductor is here
only until the switch-on overcurrent has decayed from a level comparable to the heating current
Current flows through it, while, as soon as the heating current has become stationary,
is practically de-energized if all switching elements are correctly dimensioned.
Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung.The figure shows an embodiment of the invention
Circuit arrangement.
Der Heizkreis wird aus den Heizfäden der direkt geheizten Röhre I,
zweier indirekt geheizter Röhren II, III und einem Vorwiderstand R,, gebildet. Der
Heizkreis wird durch Einlegen des Schalters S eingeschaltet. Der zum Heizen erforderliche
Gleichstrom wird der Einfachheit halber von der (nicht dargestellten) stabilisierten
Netzanode des Verstärkers geliefert, wobei vorausgesetzt ist, daß Röhren mit kleinem
Heizstrom - etwa ioo mA - verwendet sind. R" ist der Nebenschlußwiderstand für den
Heizfaden der Röhre I und Gl ein Sperrschichtgleichrichter, über den der Widerstand
R" an die Verbindungsleitung zwischen den Röhren I und II angeschlossen ist. Der
Gleichrichter Gl ist so geschaltet, daß er den über die Heizfäden der Röhren III
und 1I zum Widerstand R" fließenden Strom durchläßt. Die Fußpunkte der Kathodenwiderstände
R" der Röhren II und III sind bei P an die Verbindungsleitung zwischen dem Widerstand
R" und dem Gleichrichter Gl angeschlossen.The heating circuit is made up of the filaments of the directly heated tube I,
two indirectly heated tubes II, III and a series resistor R ,, formed. Of the
The heating circuit is switched on by pressing the S switch. The one required for heating
For the sake of simplicity, direct current is stabilized by the one (not shown)
Mains anode of the amplifier, provided that tubes with small
Heating current - about 100 mA - are used. R "is the shunt resistance for the
Filament of tube I and Gl a junction rectifier through which the resistor
R "is connected to the connection line between tubes I and II. The
Rectifier Gl is connected so that it over the filaments of the tubes III
and 1I allows current flowing through to resistor R ". The base points of the cathode resistors
R "of tubes II and III are at P on the connection line between the resistor
R "and the rectifier Gl connected.
Die Wirkungsweise der Schaltung ist folgende: Der beim Einlegen des
Schalters S auftretende Überstrom wird über den Gleichrichter GZ und den (geeignet
bemessenen) Nebenschlußwiderstand R" zum Minuspol des Heizkreises bzw. zur Masse
abgeleitet, so daß die Heizspannung der Röhre I nicht überschritten wird. Die Aufhebung
der Wirkung des Nebenschlußwiderstandes R", nach dem Abklingen des Überstromes geschieht
dadurch, daß nach dem Aufheizen der Röhren II und III die Katodenströme dieser Röhren
über den Widerstand R" fließen und an ihm einen Spannungsabfall erzeugen, der mindestens
gleich der Heizspannung der Röhre I ist. Ist der. gesamte Kathodenstrom so groß,
daß sich ein größerer Spannungsabfall einstellt, so ist dies unschädlich, da diese
Überspannung durch die Sperrwirkung des Gleichrichters Gl von dem Heizfaden der
Röhre I ferngehalten wird. Bleibt der Spannungsabfall dagegen um einen geringen
Betrag unterhalb des Wertes der Heizspannung der Röhre I, so könnte sich ungünstigstenfalls
eine leichte Unterheizung der Röhre I einstellen. Jedoch liegen die Verhältnisse
in der Praxis insofern günstiger, als ein Trockengleichrichter für kleine Potentialdifferenzen
einen verhältnismäßig hohen Durchlaßwiderstand (bei 0,5 Volt noch etwa ioo
Ohm) hat. Daraus folgt, daß der Röhre I nur 5 mA Heizstrom entzogen werden, wenn
der Spannungsabfall am Widerstand R. um o,5 Volt kleiner ist als ihre Heizspannung.
Enthält ein Heizkreis mehrere direkt geheizte Röhren, so läßt sich das Prinzip der
Erfindung unverändert anwenden, da man diese Röhren wie eine Röhre mit entsprechend
höherer Heizspannung behandeln kann.The mode of operation of the circuit is as follows: The overcurrent that occurs when the switch S is inserted is diverted to the negative pole of the heating circuit or to ground via the rectifier GZ and the (suitably dimensioned) shunt resistor R ", so that the heating voltage of the tube I is not exceeded. The cancellation of the effect of the shunt resistor R "after the overcurrent has subsided is that after the tubes II and III have heated up, the cathode currents of these tubes flow through the resistor R" and generate a voltage drop across it that is at least equal to the heating voltage of the tube If the total cathode current is so great that a larger voltage drop occurs, this is harmless, since this overvoltage is kept away from the filament of the tube I by the blocking effect of the rectifier Gl. If, on the other hand, the voltage drop remains below a small amount of the value of the heating voltage of the tube I, in the worst case set a slight underheating of tube I. In practice, however, the situation is more favorable, as a dry-type rectifier has a relatively high forward resistance for small potential differences (at 0.5 volts, about 100 ohms). It follows that only 5 mA of heating current are withdrawn from the tube I if the voltage drop across the resistor R. is 0.5 volts less than its heating voltage. If a heating circuit contains several directly heated tubes, the principle of the invention can be applied unchanged, since these tubes can be treated like a tube with a correspondingly higher heating voltage.