DE973683C

DE973683C - Verstaerkerroehrenanordnung in Kathodenfolgeschaltung

Info

Publication number: DE973683C
Application number: DET6683A
Authority: DE
Inventors: Jan Friedrich Dr-Ing Toennies
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-09-09
Filing date: 1952-09-09
Publication date: 1960-04-28

Description

Verstärkerröhrenanordnung in Kathodenfolgeschaltung Die Vorteile der Kathodenfolgeschaltung hei Anwendungen, für die eine besonders kleine Eingangskapazität erwünscht ist, sind bekannt. Sie beruhen darauf, daß die Aussteuerungen der Kathode gleichsinnig und nahezu gleich groß sind wie die auf das Eingangsgitter einwirkenden Spannungen. Die wirksame Gitter-Kathoden-Kapazität Cgh ver- mindert sich dadurch auf einen Wert, der sich aus der Differenz zwischen der Gitteraussteuerung und der Kathodenaussteuerung ergibt. Bei Einwirkung der Aussteuerung 7- i auf das Gitter a in Abb. i gegenüber der Nulleitung b erfährt die Kathode c eine Aussteuerung von worin 1 " der für die betreffende Röhre mit der vorhandenen Kathodenbelastung wirksame Verstärkungsfaktor ist. Bei z. B. l'=q ist Die Kathode erhält also die o,9fache Gitteraussteuerung. Die Differenz zwischen beiden Aussteuerungen ist also ein Zehntel, und damit ist auch die Gitter-Kathoden-Kapazität Cgh nur mit einem Zehntel ihres statischen Wertes wirksam. Da die Anode in den bekannten Schaltungen unverändert an der Anodenspannung liegt und keine Aussteuerung erfährt, ist die Gitter-Anoden-Kapazität C-a nur mit ihrem einfachen statischen Wert wirksam, während sie in Verstärkerschaltungen, bei denen die verstärkte Leistung im Anodenkreis abgenommen wird, um den Verstärkungsfaktor vervielfacht erscheint. Die Verminderung der Eingangskapazität ist aber in vielen Anwendungen noch nicht ausreichend, und es ist Gegenstand der Erfindung, diesen Rest der Eingangskapazität weiter zu vermindern oder ganz auf den Wert Null zu bringen oder sogar zur Übernahme einer gewissen äußeren zusätzlichen kapazitiven Belastung fähig zu machen.
Zur Verbesserung der einfachen Kathodenfolgeschaltung ist es bekannt, der Anode der Verstärkerröhre eine gleichsinnige Mitsteuerung zu erteilen. Dies geschieht nach Abb.2 dadurch, daß das Gitter einer Röhre?, von der Kathode h der Röhre i die dort vorhandene Aussteuerung erhält. In Kathodenfolgeschaltung wird durch direkte Verbindung der Kathode der Röhre 2 mit der Anode der Röhre i diese ebenfalls gleichsinnig mitgesteuert. Die Kathode h und das Gitter f sind nach Abb. 2 mit einer nicht geerdeten Batterie gekoppelt, mit der alle Aussteuerungen unverändert übertragen werden. Wenn angenommen wird, daß die Röhre 2 ebenfalls mit einem Übertragungsfaktor von o,9 arbeitet und daß die Kathode h etwa um den Wert Eins mitgesteuert wird, erhält die Anode d etwa die o,9fache Mitsteuerung. Es ist dann nur noch etwa der o,ifache Wert von Cäa wirksam, und die Mitsteuerung der Kathode erreicht jetzt nahezu, wie oben angenommen wurde, den Wert i. Trotzdem gelingt es nicht, auf diese Weise die Eingangskapazität der Röhre des Gitters i in allen Fällen genügend klein zu machen. Es bleibt ein unvermeidlicher Kapazitätswert gegenüber anderen nicht mitgesteuerten Schaltungsteilen, wie z. B. gegen den Heizfaden bei indirekt geheizten Röhren und gegen umgebende Apparateteile.
Man kann zwar auch diese umgebenden Teile einer Mitsteuerung unterwerfen, wie es für abschirmende Zuleitungen in Kathodenfolgeschaltungen bekannt ist, aber aus praktischen Gründen kann das angestrebte Ziel einer völligen Beseitigung der dynamisch wirksamen Gitterkapazität nicht erreicht werden.
Es sind auch schon Gegentaktverstärkeranordnungen in Kathodenfolgeschaltungen bekannt, bei denen die Schirmgitter jeder Röhre jeweils von den Anoden der anderen Gegentaktröhre aus mitgesteuert werden. Ebenso ist es bei Einröhrenverstärkern bekannt, das Schirmgitter von der Anode aus über einen Spartransformator mitzusteuern. Bei allen diesen Schaltungen ist zur Verhinderung des ungewollten Selbstschwingens der Verstärkungsfaktor der Mitsteuerung maximal auf den Wert Eins beschränkt worden.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verstärkerröhrenanordnung in Kathodenfolgeschaltung mit bezüglich der Kathode gleichphasiger Aussteuerung der Anode. Sie ist dadurch gekennzeichnet,-daß die Mittel zur Mitsteuerung der Anode ihre Aussteuerung von der Kathode erhalten und derart geschaltet und bemessen sind, daß sie mit einem über Eins liegenden, aber zur Schwingungsanregung noch nicht ausreichenden Verstärkungsfaktor der Anode einen im Vergleich zum Aussteuerungswert der Kathode etwas vergrößerten Mitsteuerungswert erteilen.
In Abb. 3 ist eine Ausführungsart der Erfindung dargestellt. Die Autotransformatorwicklung erhöht den an der Kathode vorhandenen Aussteuerungswert so weit, daß trotz des in der Röhre i eintretenden Verstärkungsverlustes die Kathode der Röhre 2 auf die mit ihr verbundene Anode der Röhre i einen Aussteuerungswert überträgt, der größer ist als die Aussteuerung an der Kathode der Röhre i.
Mit der in Abb. 3 dargestellten Anordnung können die ganz niederfrequenten Komponenten und vor allem eine Gleichstromkomponente nicht zur Mitsteuerung auf das Gitter der Röhre 2 übertragen werden. In Fällen, die eine unverzerrte Übertragung auch der Gleichstromkomponente erfordern, muß eine andere Anordnung zur Erhöhung des Mitsteuerungsfaktors über den Ziert i benutzt werden, wie sie als Beispiel in Abb. 4. dargestellt ist, in der ebenfalls die Anode der Röhre i mit der Kathode der Röhre 2 verbunden ist. Hier erfolgt über die Verstärkerröhren 3 und 4. eine Verstärkung der Aussteuerungen für den Spannungsabfall am Widerstand ia. Wenn dieser regelbar gestaltet wird, kann der Grad der Mitsteuerung für das Gitter der Röhre 2 auf einen für die Wirkungsweise der Gesamtanordnung günstigsten Wert gebracht werden. Es ist dann möglich, durch die Mitsteuerung der Anode der Röhre i so viel kapazitive Leistung auf das Gitter der Röhre i zu übertragen, daß dort die restlichen Kapazitätswerte gegen andere, nicht mitgesteuerte Teile des Schaltungsaufbaus kompensiert werden können. In welchem Umfange dies gelingt, hängt davon ab. wieweit der, Hilfsverstärker mit den Röhren 3 und d. ohne wesentliche Phasendrehung arbeitet. Das Gitter der Röhre d. kann in dieser Anordnung auf einen geeigneten, aber nicht irgendwie ausgesteuerten Gleichspannungswert gebracht werden.
Wenn eine Fotozelle zur Aussteuerung des Eingangsgitters dient, so kann die Anode dieser Fotozelle der gleichen Mitsteuerung unterworfen werden, wie sie für die Anode der Verstärkerröhre wirksam ist. Die umhüllenden Zuleitungen, deren Mitsteuerung durch nahezu gleich große Aussteuerung bekannt ist, können entweder in bekannter Weise mit der Kathode der Verstärkerröhre verbunden werden oder auch der Mitsteuerung, die größer als i ist, unterworfen werden, wie sie in der Anode der Verstärkerröhre vorhanden ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verstärkerröhrenanordnung in Kathodenfolgeschaltung mit bezüglich der Kathode gleichphasiger Aussteuerung der Anode, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Mitsteuerung der Anode ihre Aussteuerung von der Kathode erhalten und derart geschaltet und bemessen sind, daß sie mit einem über i liegenden, aber zur Schwingungsanregung noch nicht ausreichenden Verstärkungsfaktor der Anode einen im Vergleich zum -,'#,ussteuerungswert der Kathode etwas vergrößerten Mitsteuerungswert erteilen.
2. Anordnung nach Anspruch i mit bezüglich der Kathode gleichphasiger Aussteuerung der Anode, die unmittelbar mit der Kathode einer zweiten Röhre verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gitter dieser zweiten Röhre eine im Vergleich zum Aussteuerungswert der Kathode der ersten Röhre so weit vergrößerte Aussteuerung zugeführt wird, daß an der Kathode der zweiten Röhre eine gegenüber der Kathode der ersten Röhre über den Faktor i etwas hinausgehende Aussteuerung erteilt wird.
3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter der zweiten Röhre über einen Autotransformator, dessen Hauptwicklung sich im Kathodenkreis der erstell Röhre befindet, seinen über i erhöhten Aussteuerungswert erhält. .
4.. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der Kathode der ersten Röhre unmittelbar oder über eine weitere Kathodenfolgeröhre ein Hilfsverstärker versorgt wird, in dem eine Stufe die erforderliche Verstärkung der Aussteuerung auf einen über den Wert i hinausgehenden Wert für das Gitter der zweiten Röhre bewirkt.
5. Anordnung nach den vorhergehenden Ansprüchen mit einer Fotozelle als Signalquelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode der Fotozelle die gleiche, über den Faktor i hinausgehende mitgesteuerte Spannung erhält, wie sie an der Anode der ersten Verstärkerröhre liegt.
6. Anordnung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß alle auf das Eingangsgitter wirkenden Schaltungsteile möglichst weitgehend in eine abschirmende Hülle gebracht sind, die von der Kathode der ersten Röhre aus mitgesteuert wird.
7. Anordnung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Mehrgitterröhre deren Schirmgitter allein oder gemeinsam mit der Anode eine Mitsteuerung erfährt. B. Anordnung nach den vorhergehenden Ansprüchen in Verwendung als Gleichstromverstärker, dadurch gekennzeichnet, daß deren Aussteuerungs-Ruhepotential durch geeignete Wahl des Gitter-Ruhepotentials einer die Anode der ersten Röhre in Kathodenfolgeschaltung mitsteuernden Röhre eingestellt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 448 421; französische Patentschriften Nr. 803 838, 820 454; Buch von Greenwood. Holdam und M a c r o e : »Electronic-Instruments«, New York, 1948, S. 587, 662 und 663.